🔵 مياه من الهواء

الأمن المائي : كيف يمكن للهندسة الكيميائية استخراج المياه من الهواء؟

في الوقت الذي تتزايد فيه تحديات شح المياه في العديد من مناطق العالم، يتجه الباحثون إلى البحث عن مصادر غير تقليدية للمياه، ومن أكثرها إثارة للاهتمام الاستفادة من بخار الماء الموجود في الهواء الجوي.

يحتوي الهواء المحيط بنا، وخصوصاً في المناطق الحارة والرطبة، على كميات كبيرة من بخار الماء. ورغم أن هذا البخار غير مرئي للعين المجردة، إلا أنه يمثل مخزوناً مائياً يمكن استثماره باستخدام مواد هندسية متقدمة.

إحدى هذه المواد هي "الزيولايت" (Zeolite)، وهي مادة مسامية تمتلك قدرة عالية على جذب واحتجاز جزيئات الماء داخل تركيبها البلوري.

وتُستخدم الزيولايت في العديد من التطبيقات الصناعية والبيئية بفضل مساحتها السطحية الكبيرة وخصائصها الفريدة في الامتزاز.

في دراسة تجريبية أُجريت على مبادل حراري مطلي بطبقة من الزيولايت، تم اختبار قدرة هذه المادة على إزالة بخار الماء من الهواء الرطب ومن ثم إعادة إطلاقه ( تحرير ما تم خزنه ) عند تسخينها. وأظهرت النتائج أن الزيولايت يستطيع امتصاص كميات ملحوظة من الرطوبة خلال فترة زمنية قصيرة، كما يمكن تجديده وإعادة استخدامه مرات متعددة باستخدام مصادر الطاقة المتجددة دون فقدان كبير في كفاءته.

تكمن أهمية هذه التقنية في إمكانية تطوير أنظمة قادرة على جمع المياه من الهواء، خصوصاً في المناطق الساحلية والحارة التي تتميز بارتفاع نسبة الرطوبة.

كما يمكن تشغيل عمليات التجديد باستخدام الطاقة الشمسية، مما يجعلها خياراً واعداً لتوفير المياه بطريقة مستدامة وصديقة للبيئة ،بخلاف منظومات تحلية مياه البحار التي تستهلك طاقة تقليدية عالية جداً.

ورغم أن هذه التقنية ما زالت بحاجة إلى المزيد من التطوير لتحسين كفاءتها الاقتصادية وزيادة كمية المياه المنتجة، إلا أنها تمثل أحد الاتجاهات الحديثة في الهندسة الكيميائية وهندسة الطاقة لمعالجة مشكلة نقص المياه عالمياً.

🔴ماذا يعني ذلك للعراق؟

يواجه العراق تحديات متزايدة في مجال الأمن المائي نتيجة التغيرات المناخية وتراجع الواردات المائية وارتفاع درجات الحرارة.

وفي المقابل، تتميز العديد من المناطق العراقية، ولا سيما المحافظات الجنوبية، بارتفاع نسب الرطوبة الجوية خلال أشهر طويلة من السنة.

وهذا يفتح الباب أمام إمكانية استثمار تقنيات استخلاص المياه من الهواء كحل مكمل للمصادر التقليدية للمياه.

إن تطوير أنظمة تعتمد على مواد ماصة للرطوبة مثل الزيولايت، مع الاستفادة من الطاقة الشمسية المتوفرة بكثرة في العراق، قد يسهم مستقبلاً في توفير كميات من المياه للاستخدامات المختلفة، خصوصاً في المواقع النائية أو المناطق التي تعاني من محدودية مصادر المياه.

كما أن هذه التقنيات تمثل فرصة واعدة للباحثين والمهندسين العراقيين للمساهمة في إيجاد حلول مبتكرة ومستدامة لأحد أهم التحديات التي تواجه البلاد.

إن تحويل رطوبة الهواء إلى مصدر للمياه العذبة لم يعد مجرد فكرة علمية، بل أصبح مجالاً بحثياً واعداً قد يسهم مستقبلاً في تعزيز الأمن المائي وتحقيق التنمية المستدامة في العراق والمنطقة.

🔴 ا.م.د. أمجد العزي
خبير أنظمة الاستدامة ESG, وتدريسي في مجال الطاقة المتجددة – الجامعة التكنولوجية، بغداد

🔵 كيف نسيطر على حرارة الوحدات الخارجية للمكيفات (الوحدات الشباكية والمنفصلة) لتقليل تأثيرها على الجو والمناخ؟

🔹 من المعروف لدى الكثيرين هو أن الوحدات الخارجية للمكيفات (المكثفات) تُطلق كمية كبيرة من الحرارة المهدرة إلى الهواء الخارجي، مما يرفع درجة حرارة البيئة المحيطة.

🔹 كيف تحدث المشكلة؟
عندما يعمل المكيف، يسحب الحرارة من داخل المبنى ويطردها إلى الخارج من خلال الوحدة الخارجية. ومع وجود آلاف المكيفات في حي واحد، تتحول الشوارع والأسطح إلى مناطق أكثر سخونة بعدة درجات مقارنة بالمناطق الخالية من المكيفات، مما يؤدي إلى:

- زيادة استهلاك الطاقة الكهربائية نتيجة ارتفاع الحرارة العامة.
- ضغط إضافي على محطات التوليد.
- تدهور جودة الهواء وازدياد انبعاثات ثاني أكسيد الكربون.

🔸 حلول وآليات السيطرة على حرارة الوحدات الخارجية

1. استخدام المظلات والتظليل المناسب
- تركيب مظلات أو شِبَاكٍ عاكسة تحجب أشعة الشمس المباشرة عن الوحدة الخارجية.
- تجنب تغطيتها كلياً حتى لا تعيق التهوية.
- استخدام مواد خفيفة وعاكسة للحرارة.

2. زراعة الأسطح أو الجدران الخضراء
- النباتات تساعد على امتصاص الحرارة وتحسين جودة الهواء.
- يمكن زراعة النباتات حول مواقع الوحدات الخارجية بما لا يعيق تدفق الهواء.

3. استخدام المواد العاكسة في البناء المحيط
- طلاء الجدران والأسطح بلون فاتح أو بمواد عاكسة يقلل امتصاص الحرارة.
- في المباني الكبيرة، يمكن اعتماد “الأسطح الباردة” (Cool Roofs) لخفض درجة حرارة المحيط.

4. تحسين كفاءة المكيف نفسه
- تنظيف الفلاتر والمكثفات بانتظام لزيادة كفاءة التبادل الحراري.
- التأكد من وجود مسافة تهوية كافية حول الوحدة الخارجية.
- اختيار أجهزة ذات تصنيف طاقة مرتفع (EER أو SEER عالي).

5. أنظمة إعادة استخدام الحرارة (Heat Recovery)
- في المنشآت الكبيرة، يمكن استغلال الحرارة المطرودة لتسخين المياه أو التدفئة في الشتاء.
- بعض الأنظمة الحديثة تقوم بدورة متكاملة بين التبريد والتسخين.

6. الاستفادة من الطاقة الشمسية
- تركيب مظلات شمسية (Solar Canopies) توفر الظل وتولد الكهرباء لتشغيل المكيفات.
- يقلل ذلك الضغط على الشبكة الكهربائية ويخفض البصمة الكربونية.

🔹 أمثلة تطبيقية حول العالم
- في اليابان، تُستخدم أنظمة التهوية الذكية التي تعيد توزيع حرارة المكثفات بعيداً عن مناطق المشاة.
- في دبي وسنغافورة، بدأ إدخال التصاميم الخضراء للمباني التي تقلل انعكاس الحرارة وتدمج الزراعة في الواجهات.

🔹 الخلاصة
التحكم في حرارة الوحدات الخارجية ليس مجرد مسألة راحة أو كفاءة أجهزة، بل هو جزء أساسي من حماية البيئة الحضرية. كل إجراء بسيط — مثل تظليل الوحدة، أو صيانتها بانتظام، أو تصميم المبنى بذكاء — يساهم في خفض درجة الحرارة العامة، وتقليل انبعاثات الكربون، وتحسين جودة الحياة.

🔵 معالجة المياه الملوثة بالهيدروكربونات والأصباغ الصناعية باستخدام الكربون المنشط

تناول هذا البحث دراسة تقنية متقدمة لمعالجة المياه الملوثة بالهيدروكربونات والأصباغ الصناعية، وذلك عبر استخدام الكربون المنشط (Activated Carbon) كوسط مازّ فعال.

تم اختيار تقنية الامتزاز (Adsorption) في هذا البحث نظراً لكفاءتها العالية في التخلص من الملوثات العضوية المعقدة ، وبساطة تصميمها الهندسي مقارنة بطرق المعالجة الأخرى، بالإضافة إلى كونها عملية صديقة للبيئة (Green Process) لا تتطلب استهلاك طاقة حرارية أثناء التشغيل وتعمل بكفاءة في الظروف القياسية، مما يجعلها خياراً اقتصادياً مثالياً للمنشآت الصناعية.

يُعد الكربون المنشط المادة المختارة نظراً لتمتعه بمساحة سطحية نوعية هائلة، ومسامية دقيقة (Microporosity) متميزة، وقدرة فائقة على تبادل الأيونات والارتباط الفيزيائي والكيميائي مع الجزيئات الملوثة.

تضمنت منهجيتنا دراسة طرق تنشيط الكربون المستخدم، حيث يتم تحويل المواد الكربونية الخام عبر معالجات كيميائية (باستخدام مواد مثل الأحماض أو القواعد) أو معالجات فيزيائية (بواسطة البخار أو الغازات الخاملة عند درجات حرارة عالية)، مما يؤدي إلى توسيع شبكة المسام وتوليد مجموعات وظيفية نشطة على سطحه تعزز من انتقائية المادة وقدرتها على احتجاز الملوثات بكفاءة أعلى.

🔴 أبرز النتائج التي توصل إليها البحث:

1. في معالجة الهيدروكربونات (الكيروسين): أثبتت النتائج كفاءة إزالة متميزة بلغت (98.5%) خلال فترة زمنية مقدارها ساعة واحدة عند استخدام جرعة (0.7 g) للكربون المنشط لتركيز أولي قدره (1000 ppm)، مما يعكس قدرة المادة على التكيف مع الملوثات ذات الوزن الجزيئي الكبير.

2. في معالجة الأصباغ (الميثيل البرتقالي): تم تحقيق كفاءة إزالة بلغت (77.86%) عند تركيز أولي (15 ppm ) وجرعة (0.1 g) خلال (30 دقيقة) فقط، وهو ما يبرهن على السرعة الفائقة لعملية الإزالة بالكربون المنشط تجاه مختلف أنواع الملوثات.

3. دراسة التشبع : أظهرت الدراسة علاقة طردية بين نسبة الإزالة وكمية الكربون المنشط المضاف؛ حيث تزداد الكفاءة مع زيادة الجرعة حتى تصل إلى مقدار ثابت (Saturation Point)، وذلك نتيجة تشبع المسامات المتاحة وعدم قدرتها على استيعاب المزيد من الجزيئات الملوثة.

4. تأثير التركيز الابتدائي للملوث: تبين أن زيادة التركيز الابتدائي للصبغة تؤدي إلى انخفاض تدريجي في كفاءة الإزالة المئوية، نظراً لأن المواقع النشطة على سطح الكربون المنشط تصبح محدودة أمام الأعداد المتزايدة من جزيئات الملوث، مما يستوجب موازنة دقيقة بين التركيز الأولي والجرعة المستخدمة لضمان أداء مثالي.

🔴ختاماً، يؤكد هذا البحث أن استثمار الكربون المنشط في محطات معالجة المياه الصناعية يمثل حلاً مستداماً وفعالاً لتقليل البصمة الكربونية للمخلفات السائلة.

🟢ونوصي بضرورة اعتماد هذه الطريقة في تطبيقات التصفية الصناعية لضمان الامتثال للمعايير البيئية المطلوبة وتوفير مياه نظيفة صالحة لإعادة الاستخدام، مما يعزز من دور المهندس الكيميائي في حماية الموارد المائية وتحقيق التنمية المستدامة.

روان طلال قاسم / بكالوريوس هندسة كيمياوية
علي غسان محمد / بكالوريوس هندسة كيمياوية
بأشراف الدكتورة رغد فريد- نبأ سعيد

🔵هل يمكننا إعادة تدوير الزيوت المستعملة فعلاً؟

أصبحت زيوت التشحيم والمحركات جزءاً أساسياً لاستمرار حركة الآلات والسيارات في عالمنا المعاصر، حيث تلعب دوراً حيوياً في تقليل الاحتكاك وتبديد الحرارة. لكنها في المقابل، وبعد استهلاكها، تتحول إلى أحد أخطر التحديات البيئية والاقتصادية عالمياً عند التخلص منها بطرق غير سليمة كالطمر أو الحرق. وهنا يطرح كثير من المهتمين بالبيئة والصناعة سؤالاً جوهرياً.

🔸 كيف ننقذ البيئة ونسترجع هذه الثروة الهيدروكربونية؟

الجواب يكمن في ابتكار تقنيات متطورة لإعادة التدوير؛ فالزيوت المستعملة لا تفقد قيمتها الكيميائية بالكامل، بل تتراكم فيها الشوائب، والمعادن، ونواتج الاحتراق، مما يغير لزوجتها وحموضتها. وبدلاً من تدمير البيئة، برزت تقنية "الاستخلاص بالمذيبات" (Solvent Extraction) كواحدة من أفضل الحلول المستدامة نظراً لكفاءتها العالية واستهلاكها المنخفض للطاقة.

تعتمد كفاءة هذه العملية على عدة متغيرات تشغيلية يتم ضبطها بدقة لضمان أعلى جودة وأقل هدر، وهي:

1. نوع المذيب المستعمل: أظهرت التجارب أن استخدام الخلائط المعتمدة على غاز "البروبان" يعزز كفاءة الاستخلاص ويقلل النفايات الثانوية.

2. نسبة المذيب إلى الزيت: تبين أن النسبة المثالية علمياً هي (4:1)، حيث تحقق أعلى معدل استرداد بأقل استهلاك للمذيب.

3. درجة الحرارة المستهدفة: تتراوح الحرارة التشغيلية المثلى بين (180^\circ\text{C} إلى 220^\circ\text{C}) لمنع التحلل الحراري للزيت.

4. الضغط الفراغي: يتم العمل تحت ضغط منخفض يتراوح بين (4 - 10\text{ mbar}) لخفض غليان الهيدروكربونات وحمايتها من الأكسدة.

🔸 تتضمن الدورة المتكاملة لمعالجة الزيت وتنقيتها أربع خطوات أساسية:

🔹 إزالة الماء (Dehydration): التخلص من الرطوبة والشوائب المتطايرة بالتقطير الفراغي عند 200^\circ\text{C}.

🔹 الخلط والاستخلاص: مزج الزيت الجاف مع المذيب المختار بالنسب المثلى لفصل الشوائب.

🔹 استعادة المذيب: فصل المذيب وإعادة تدويره عبر التقطير الفراغي لضمان استدامة العملية.

🔹 التنقية النهائية والترشيح: تصفية الزيت المستخلص وإضافة المحسنات لاستعادة الخصائص الفيزيوكيميائية الأصلية.

إن استخدام النمذجة الرياضية المتقدمة مثل تحليل الانحدار (LINEST) في هذه الأبحاث ساعد في التنبؤ بدقة بمعدل استرداد الزيت ونسبة تقليل الرماد وبمطابقة خيالية بلغت دقتها 94.98\%.

في النهاية، قطرة الزيت التي قد تلوث آلاف اللترات من المياه الجوفية اليوم، يمكن عبر الاستخدام الواعي والبحث العلمي الرصين أن تتحول إلى مورد اقتصادي متجدد، مما يثبت أن الحل ليس في التخلص من النفايات، بل في حسن إدارتها واسترجاعها.

🔴المهندسة مها عدنان داود
ماجستير هندسة كيمياوي /مدرس مساعد / تدريسية في هندسة تقنيات النفط والغاز كركوك

🔵نحن اليوم لا نتحدث فقط عن "تجميل" أو زراعة أشجار للزينة، بل نتحدث عن بنية تحتية بيئية حيوية (Green Infrastructure) هي بمثابة خط الدفاع الأول لإنقاذ الأجواء العامة وتحقيق الاستدامة في ظل التغيرات المناخية القاسية التي يمر بها العراق.

إليكم زملائي هذا الطرح الهندسي الشامل ليكون أساساً لنقاشنا المثمر:

1. الأثر المناخي وعمل "رئات" للمدن
تعاني بغداد وباقي المحافظات من ظاهرة الجزيرة الحرارية الحضرية (Urban Heat Island)، حيث تمتص الخرسانة والأسفلت الحرارة وتعيد إشعاعها، مما يرفع درجات الحرارة داخل المدن بمقدار يتراوح بين 3 إلى 5 درجات مئوية عن محيطها.

تخفيض درجات الحرارة: تعمل المساحات الخضراء كمنظومات تبريد طبيعية عبر عملية النتح والتبخر (Evapotranspiration)، حيث تطلق الشجرة الواحدة مئات اللترات من بخار الماء يومياً.

رئات تنفس حقيقية: المساحات الخضراء ليست مجرد منظر، بل هي فلاتر ميكانيكية وكيميائية عملاقة. الهكتار الواحد من الأشجار الدائمة قادرة على امتصاص الأطنان من غاز كربون ثنائي أكسيد CO_2 سنوياً، واحتباس الغبار والدقائق العالقة (PM2.5) الناتجة عن عوادم السيارات والمولدات، وضخ الأكسجين النقي في الشرايين المكتظة للعاصمة.

2. دور الحزام الأخضر (Green Belt) لحماية بغداد والمحافظات

الحزام الأخضر حول المدن هو مشروع استراتيجي (أمن بيئي) وليس مجرد تشجير طرفي.

بالنسبة للعاصمة والمدن الجنوبية، تكمن أهميته الهندسية والبيئية في:

مصدات للعواصف الترابية: تقليل سرعة الرياح المحملة بالأتربة القادمة من الغرب والجنوب الغربي، مما يؤدي إلى ترسيب الغبار خارج النطاق السكني بدلاً من دخوله للمنازل والمستشفيات.

تثبيت التربة: الحد من زحف التصحر وتماسك التربة المحيطة بالمدن.

تحديد التوسع العمراني: يعمل الحزام كحيز فيزيائي يمنع العشوائيات والتمدد الأفقي غير المدروس على حساب الأراضي الحياضية أو الزراعية.

3. دور البرامج الهندسية والتقنيات الحديثة في التخطيط

هنا يأتي دورنا كمهندسين؛ فالزراعة العشوائية قد تستهلك مياهاً دون جدوى. التخطيط الذكي يتطلب دمج البرامج التقنية الحديثة:

نظم المعلومات الجغرافية (GIS): لتحليل جغرافية المدن وتحديد "المناطق الأكثر سخونة والأقل خضاراً" (Hotspot Analysis) لتوجيه مشاريع التشجير نحو الأماكن الأكثر احتياجاً.

برامج المحاكاة المناخية (مثل ENVI-met): لمحاكاة حركة الرياح والظل والحرارة داخل الأحياء السكنية قبل تنفيذها، ومعرفة التصميم الأمثل لتوزيع الأشجار لضمان أعلى كفاءة تبريد وتدفق للهواء.

تقنيات الري الذكي وسيكولوجية اختيار النبات: استخدام مستشعرات الرطوبة المرتبطة بنظام تحكم لتقنين استهلاك المياه، واختيار أشجار محلية أو متأقلمة (مثل الألبيزيا، السدر، والبروسوبس، والنخيل) التي تتحمل ملوحة التربة وشح المياه، وتوفر ظلاً كثيفاً.

4. الأجواء العامة والبيئة النظيفة للمجتمع
للمساحات الخضراء أبعاد نفسية واجتماعية واقتصادية مباشرة على الفرد والمجتمع:

الصحة النفسية والإنتاجية: تقليل مستويات التوتر وتحسين المزاج العام للمواطنين وسط ضغوط الحياة والازدحامات.

تسمى هندسياً بتصميم البيئة المحفزة للصحة (Salutogenic Design).

أماكن للتنفس العائلي: إعادة إحياء الحدائق العامة الكبرى والجزرات الوسطية يحولها إلى متنفسات آمنة وصحية للعوائل والأطفال.

تقليل استهلاك الطاقة: التشجير الذكي حول المباني يوفر ظلاً يقلل من أحمال التكييف (Cooling Loads) بنسب تصل إلى 20%، مما يخفف العبء عن شبكة الكهرباء الوطنية.

لكي تنجح هذه الرؤية، يجب أن نتحول من مفهوم "البلدية التقليدية" إلى مفهوم "الهندسة البيئية المستدامة".

يجب إلزام المجمعات السكنية الاستثمارية الجديدة في بغداد والمحافظات بنسب مساحات خضراء حقيقية لا تقل عن 25-30% من المساحة الكلية، مع ربطها بمحطات تدوير مياه الصرف الصحي (Greywater Recycling) لضمان ديمومة سقيها دون المساس بحصة مياه الشرب.

بشكل موجز ومباشر لمتنا الهندسية، الأسطح الخضراء (Green Roofs) لم تعد ترفاً معمارياً، بل هي حل هندسي ذكي وبيئي مستدام لمعالجة الاختناق الحراري في بغداد والمحافظات، وتتلخص أهميتها في النقاط التالية:

العزل الحراري وخفض الطاقة: تعمل التربة والنباتات كطبقة عزل طبيعية تمنع وصول أشعة الشمس المباشرة إلى صبة السقف الخرسانية، مما يخفض حرارة الطوابق العليا ويقلل استهلاك طاقة التكييف بنسب تصل إلى 20% - 30%.

مكافحة الجزر الحرارية: تحويل أسطح البنايات الحكومية والتجارية والسكنية الصماء إلى مساحات دافقة بالحياة يسهم مباشرة في خفض درجة حرارة أجواء المدينة العامة.

إدارة مياه الأمطار: تعمل هذه الأسطح كإسفنجة طبيعية تمتص زخات المطر المفاجئة وتقلل من حدة الفيضانات الفيضية وتصريف السيول في الشوارع، وهو ما تحتاجه شبكات تصريف مياه الأمطار في بغداد.

🔵ما هي عملية العزل Separation؟

يكون التدفق من البئر بطورين سائل وغاز وتحت ضغط عال, ويكون قسم من الغاز حراً في حين يكون الجزء الآخر مذاباً في السائل , يجب تخفيض ضغط وسرعة تدفق النفط الخام للحصول على فصل مستقر.

وذلك من خلال أدخال النفط الى محطة العزل gas-Oil Separator Plant GOSP وتخفيض الضغط الى الضغط الجوي من خلال عدة مراحل من العزل.

تبعاً لمقدار تخفيض الضغط فإن بعض المركبات الهيدركاربونية الخفيفة الثمينة في النفط ستفقد الى الغاز , لذا تعتبر محطة العزل هي المرحلة الأولى في سلسلة طويلة من المراحل لمعالجة النفط الخام وذلك للسماح للقسم الأكبر من الغاز للتحرر من هذه المركبات الهيدروكاربونية الثمينة وبالتالي زيادة أستخلاص النفط.

يختلف النفط المنتج من البئر من حقل الى آخر ليس بسبب خصائصه الفيزياوية فقط ، بل بسبب كمية الغاز والماء المالح الذي يحتويه. ففي بعض الحقول لا ينتج الماء أو الأملاح مع النفط .

أن النفط عالي الضغط يحتوي على كمية كبيرة من الغاز الحر أو المصاحب والذي يرافق النفط الخام من رأس البئر الذي سيصل الى محطة العزل GOSP ، وفي العازلة ينفصل النفط عن الغاز ويستقر أسفل العازلة أما الغاز الأخف من النفط فسيكون في الجزء العلوي .

أن النفط الذي يكون ذو GORعالي يجب أن يمر خلال العديد من مراحل العزل.

🔴لغرض التعرف على عملية العزل يجب التعرف على المجموعات الرئيسية الثلاث المكونة للنفط:

1. المركبات الخفيفة: التي تتكون من الميثان C1 والأيثان C2.

2. المركبات المتوسطة: وتتكون من مجموعتين فرعيتين هي (البروبان/البيوتان) – و(البنتان/الهكسان).

3. المركبات الثقيلة وتبقى مع النفط وهي C7.
وجل ما نبتغيه من عملية العزل يتجسد في النقاط التالية:

1. عزل الغازات الخفيفة من النفط مثل C1 – C2.
2. زيادة كفاءة أستخلاص المركبات المتوسطة من النفط الخام.
3. الأبقاء على المكونات الثقيلة في النفط (الطور السائل).

ولتحقيق هذه الأمور فأن بعض الهيدروكاربونات في مجموعة المركبات المتوسطة ستفقد الى الطور الغازي.

ولغرض تقليل هذا الفقدان وزيادة أستخلاص السائل، هناك ميكانيكيتان يجب القيام بهما :

1. الفصل التفاضلي أو المحسّن Differential or Enhanced Separation.

2. الفصل المتوازن Flash Equilibrium Separation

#ما_هي_محددات_الضغط_داخل_العازلة؟

في حال أرتفاع الضغط داخل العازلة فأن هذا سيؤدي الى بقاء المكونات الخفيفة في الطور السائل ومن ثم فقدانها داخل الخزان عند خزن هذا النفط فيه. وإذا كان الضغط واطئاً نسبياً فأن هذه المكونات الخفيفة سوف تكون موجودة في الطور الغازي.

أن ميل أي عنصر الى التحول الى الطور الغازي يعتمد على ضغطه الجزئي partial Pressure والذي يعـّرف على أنه عدد جزيئات هذا المركب في الطور الغازي مقسوماً على العدد الكلي جزيئات كل المركبات مضروباً في ضغط الوعاء وكالآتي:

(عدد جزيئات المركب في الطور الغازي/ العدد الكلي لجزيئات كل المركبات)X ضغط الوعاء Vessel Pressure.

لذلك إذا كان ضغط الوعاء عالياً فأن الضغط الجزئي للمركب سوف يكون عالياً نسبياً وستميل جزيئات هذا المركب الى الطور السائل.

والمشكلة أن أغلب هذه الجزيئات هي من الهيدروكاربونات الخفيفة (الميثان – الأيثان – البروبان) والتي لها ميل كبير للتحرر من الطور السائل في الخزان (الضغط الجوي) ، ووجود هذا العدد الضخم من الجزيئات يؤدي الى ضغط جزئي منخفض الهيدروكاربونات المتوسطة مثل (البيوتان – البنتان – الهبتان) والتي يكون ميلها للتحرر في الخزان حساس تجاه التغيرات الطفيفة في الضغط الجزئي.

وهكذا فأن الحفاظ على الجزيئات الخفيفة في خط تغذية الخزان Tank feed يمكننا من إنتزاع كمية صغيرة منها كسوائل. ولكننا سنفقد الكثير من جزيئات المركبات المتوسطة الى الطور الغازي.

في الفصل التفاضلي يتم فصل الغازات الخفيفة بشكل تدريجي وكامل من النفط خلال عدة مراحل من العزل وتقليل الضغط.

أن ما يميّز عملية الفصل هذه هي هو فصل الغازات الخفيفة مع تحررها مباشرة ً بسبب تخفيض الضغط.

وبتعبير آخر فإن المركبات الخفيفة لا تتلامس مع المركبات الأثقل بل تجد لها طريقاً الى الخارج.

أما الفصل المتوازن فتتحرر الغازات من النفط وتبقى في تماس مع الطور السائل. وسيحدث توازن ثرموداينميكي بين الطورين ويتم الفصل في الضغط المطلوب.

#ما_هي_محطات_العزل؟
تعتبر محطات عزل الغاز الطبيعي أول حلقات العملية الأنتاجية للنفط الخام Crude Oil عبر سلسلة طويلة من المراحل منذ لحظة خروجه من البئر ولحين خروج النفط والغاز الطبيعي عبر منافذ التصدير أو المنتجات الأخرى من المصافي Refineries أو معامل معالجة الغاز LPG Plants.

ومحطات عزل الغاز الطبيعي أول ما يصل أليه النفط المنتج من رأس البئر Well Head من خلال شجرة عيد الميلاد X-mass Tree وعند دخول أنبوب الجريان الى المحطة يدخل على صمام خانق Choke valve لتحديد معدل الجريان FlowRate وقبله صمام اللارجعة Check Valve (أو صمام الأتجاه الواحد) لمنع رجوع النفط الى بالأتجاه المعاكس مع وجود مقاييس ضغط Pressure Gauges قبل وبعد هذه الصمامات ، بعدها يدخل النفط الخام الى مجمع الصمامات Manifold والذي يقوم بتوزيع النفط على العازلات وفقاً لإنتاجية كل بئر من النفط والغاز والسعة التشغيلية لكل عازلة Separator Capacity.

🔴يلاحظ من المخطط للعازلة ما يلي:
- هذا التصميم نموذجي لمحطات العزل ، والعازلات الموجودة فيه ثلاثية الطور 3-phase separators .
- يمكن توجيه النفط الى العازلات الإنتاجية عبر خط الإنتاج Production header أو الى منظومة الأختبار عبر خط الأختبارTest Header .
- وجود صمامي توقف أضطراري Emergency Shut Down valves المسماة إختصاراً ESDV تقوم بإيقاف المحطة أضطرارياً عند ورود اشارات معينة مثل LAHH وهي مختصر Level Alarm High High بالنسبة للنفط أو الماء التي تحدث عند صعود مستواهما الى أرتفاع عال ، بالأضافة الى أشارة LALL وهي مختصر Level Alarm Low Low
- يجب الحفاظ على ضغط العازلة بين (50-60) psi وهو الضغط المثالي الذي يضمن عدم خسارة الغازات الخفيفة التي نخسرها في الضغوط العالية أو خسارة المكونات الثقيلة في النفط.
- تتم السيطرة على ضغط العازلة من خلال التحكم بكمية الغاز الخارج منها ، ويتحقق ذلك من خلال صمام سيطرة على الضغط Pressure Control Valve المسمى أختصاراً PCV ويقوم بتنظيم الضغط من خلال تصريف الغاز الى محطة معالجة الغاز.
- لزيادة الأمان يتم وضع صمام أمان Pressure Safety Valve المسمى أختصاراً PSV تتم معايرته على ضغط معين وفقاً للنفط المعالج وللحقل الذي يتم الأنتاج منه من حيث كونه مكمن ضغط عال أو ضغط منخفض.
- أن الماء الخارج من العازلة لا يكون نقياً 100% بل يحتوي على قطرات من النفط على شكل مستحلب لذا يرسل الى وحدة معالجة الماء ليتم عزل هذه القطيرات ، ويمكن بعدها حقنه في الآبار التي توقفت عن الأنتاج.

🔴س: إلى أين يذهب النفط المنتج من محطات العزل❓

إذا كان النفط المنتج نفط رطب يتم نقله الى محطة معالجة النفط الرطب إذا كان حاوياً على غاز H2S ينقل النفط الى وحدات معالجة النفط Processing Unit والتي تحتوي على برج نزع Stripping Column يحتوي على صواني Trays على كل منها تراكيب أشبه بالفنجان المقلوب Bubble Caps لتضمن حدوث تلامس بين النفط وغاز الوقود ليتم تخليصه من غاز H2S والذي يسبب مشاكل تشغيلية مختلفة منها مشكلة التآكل بسبب تفاعله مع قطرات الماء الموجود في النفط مكوناً حامض الكبريتيك H2SO4.

إذا كان النفط الخام المنتج لا يحتوي على الماء أو غاز H2S ينقل مباشرة ً الى منافذ التصدير.

🔴س: الى أين يذهب الغاز المنتج من محطات العزل❓

إذا كانت محطات معالجة الغاز بعيدة عن محطات عزل الغاز الطبيعي يتم نقل الغاز الى محطات كبس الغاز الطبيعي Gas Compressor Stations.

يتم إزالة قطرات الماء من الغاز الطبيعي عبر أدخاله الى وحدات تجفيف الغاز الطبيعي Dehydration Units حيث تتم معالجته من خلال تلامسه مع الكلايكول في برج تلامس Contactor.

تذهب نسبة معينة (قليلة) الى المشعل Flare لغرض الحرق ، وللأمان في حالات توقف نقل الغاز الى وحدات معالجة الغاز أو محطات الكبس لأي سبب كان.

🔴س: ما هي العوامل المؤثرة على عملية العزل؟

معدل تدفق النفط والغاز الطبيعي (الحد الأدنى Minimum Flowrate – الحد الأعلى Peak Flowrate – المعدل Average Flowrate ).
الضغط التشغيلي Operating Pressure والحرارة التشغيلية Operating Temperature.

الخواص الفيزياوية للموائع Fluids' Physical Properties مثل الكثافة Density والأنضغاطية Compressibility.

الكفاءة التصميمية للعزل (على سبيل المثال:

إزالة 100% من الجزيئات التي يزيد حجمها عن 10 Micron).
وجود الشوائب مثل البارافين Paraffin والرمل Sand .. ألخ.
ميل النفط الخام الى تكوين الرغوة Foam.
ميل السائل الى أحداث التآكل.

س: ما هي العازلة الأنتاجية Production Separator وما هي عازلة الأختبار Test Separator؟
عازلة الاختبار : تستخدم لعزل وقياس الموائع الخارجة من البئر ، ويمكن ان تكون عمودية او افقية او كروية ، يمكن ان تكون بطورين أو ثلاثة
أطوار ، كما يمكن أن تكون ثابتة أو محمولة وتستعمل لأحتساب كميات النفط والغاز المنتج من البئر.
العازلة الانتاجية : تستعمل لعزل المائع المنتج الى أطواره ، ويتراوح قطرها بين (12-30) قدم ، وارتفاع يتراوح بين (6-70) قدم.

🔴س: ما هي العوامل المؤثرة على أختيار سعة العازلة❔
- الحجم (القطر - الأرتفاع) للعازلة.
- تصميم وترتيب الأجزاء الداخلية للعازلة.
- عدد مراحل العزل.
- الضغط التشغيلي والحرارة التشغيلية.
- الخواص الكيمائية والفيزيائية للموائع الخارجة من النفط (الوزن النوعي - اللزوجة - توازن الأطوار..ألخ).
- نسبة الغاز الى النفط GOR.
- ميل النفط الى إحداث الرغوة.

أن فرق الكثافة بين السائل والغاز يحقق فصل قطرات السائل والغاز في حين تكون تبدأ سرعة الجريان قليلة بما فيه الكفاية للحصول على زمن كاف لحصول العزل. حيث تنزل القطرات الكبيرة أولاً . في حين تتأخر القطرات الأكبر حجماً. أن قطرات السوائل الهيدروكاربونية في الضغط القياسي والحرارة القياسية تكون كثافتها أكبر (400-1600) مرة من كثافة الغاز. وبزيادة الضغط ودرجة الحرارة يقل فرق الكثافة، ففي ضغط تشغيلي يبلغ 800 PSIG فأن كثافة السوائل الهيدروكاربونية تكون (6-10) مرات أكبر من كثافة الغاز. لذا فأن الضغط التشغيلي يؤثر على حجم العازلة وحجم مستخلص الرذاذ المطلوب.

🟫 أنواع العازلات Separators' Types
تصنيف العازلات حسب الشكل: عازلات عمودية Vertical Separators وعازلات أفقية Horizontal Separators.

#ما_الفرق_بين_العازلات_الأفقية_والعمودية:
تصنيف العازلات من حيث عدد الأطوار: حيث تقسم الى عازلات ثنائية الطورtwo -phase separator وثلاثية الطور three – phase separator ويكن استعمال العازلات العمودية والأفقية لكلا الغرضين.
◾تصنيف العازلات من حيث الضغط التشغيلي : حيث أن العازلات تعمل بضغط تشغيلي يتراوح بين 20-1500 psi ، ويمكن تصنيفها على أنها :
عازلات ضغط عالي (750-1500 psi) - عازلات ضغط متوسط (230-700 psi) - عازلات ضغط واطيء (10-225 psi) ،
◾عازلات الغاز من الناحية التصميمية:
لقد شهد تصميم عازلات الغاز تطوراً كبيراً في العقدين الأخيرين ولكن تبقى هناك بعض الأمور التصميمية التي لا يمكن الحياد عنها لأنها تعتبر من الأمور البديهية في أغلب التصاميم وهذه الأمور هي:
- الاستفادة من زخم الدخول Inlet Momentum:
تستخدم أغلب العازلات تراكيب ميكانيكية Inlet Diverter لتغيير المسار وتقليل السرعة العالية للمائع الداخل تساعد في تحقيق عزل كبير بين السائل والغاز حيث أنها تشتت النفط بشكل يساعد على هروب الغاز من النفط. أما في العازلات الأفقية فهناك مجال واسع لأستخدام العديد من التراكيب مثل:
الصفائح Splash Plates – الرؤوس المقعرة Dished Heads ، حيث أن أغلب هذه التراكيب تقوم بالسيطرة على العزم الداخل من خلال تغيير مسار السائل وتشتيت طاقة المائع الداخل Energy of the inlet fluid.

أن فائدة تراكيب الدخول في العازلة diverter هي إحداث تغير مفاجيء في العزم (السرعة والأتجاه) مما يؤدي (بالأضافة الى أختلاف الكثافة) الى عزل السائل.

0️⃣ مستخلص الرذاذ Vapor Demisting:
ويستعمل لأستخلاص قطرات النفط المحمولة مع الغاز ويتحقق ذلك من خلال أستعمال شبكة سلكية Wire Mesh ولكن عندما يكون النفط المعالج ثقيلاً أو يحتوي على الشمع Waxy Crude تستبدل هذه الشبكة بريش ملتـفّة Serpentine Vanes ولكن جميع هذه الأنواع توضع بشكل عمودي على أتجاه التدفق حيث أن تدفق الغاز بشكل متعرج يساعد على عملية فصل القطرات وهي أقرب الى المصيدة في عملها.
ويصدف أحياناً وجود بعض قطرات السوائل في الغاز، لأن بعض الأبخرة القابلة للتكثف لا يمكن استخلاصها بواسطة مستخلص الرذاذ ويحصل هذا التكثف بسبب تقليل درجة الحرارة ، أن وجود هذه الأبخرة المتكثفة لا يدل على عدم كفاءة العازلة لأنها تمتلك خصائص الغاز الطبيعي ، وقد يحصل هذا التكثُف حال خروج الغاز من العازلة بسبب التغير في الضغط والحرارة.
ولكن ما الذي يحصل في مستخلص الرذاذ؟
1. الأرتطام: أن أرتطام الغاز المحتوي على قطرات بسطح مستخلص الرذاذ ، سيؤدي الى تماسك قطرات السائل وتجمعها على السطح وعند اندماجها ستكون على شكل قطرات كبيرة لتنزل الى مقطع تجميع السوائل.
2. التغير في أتجاه التدفق: في حالة تغير أتجاه جريان الغاز الحاوي على قطرات بشكل مفاجيء فأن القطرات سوف تستمر بالجريان بنفس الأتجاه بسبب الأستمرارية في حين يكون جريان الغاز بعيداً عن جريان هذه القطرات ، حيث أن هذه القطرات ستتجمع على السطح ومن ثم تسقط في قسم تجميع السوائل.
3. التغير في سرعة الجريان: أن التغيير في سرعة الغاز سيُسبب تجمع قطرات السائل على سطح مستخلص الرذاذ بسبب القصور الذاتي مما الى سقوط القطرات
الى مقطع تجميع السوائل.
4. القوة الطاردة المركزية : عند جريان الغاز الحاوي على قطرات النفط بشكل دوراني وبسرعة عالية فأن القوة الطاردة المركزية centrifugal force سترمي

قطرات السائل بعيداً بأتجاه جدران العازلة. مما يؤدي الى تصادم هذه القطرات وتجمعها في قطرات كبيرة ونزولها الى مقطع تصريف السوائل. أن القوة
الطاردة المركزية هي من أكثر الطرق فاعلية ً في عزل قطرات السوائل من الغاز ، وتزداد كفاءتها بزيادة سرعة الغاز الداخل.

- مانعات التموج Vortex Breaker
ويتم أستعمالها بالذات في العازلات الأفقية حيث هناك أحتمال لحصول تموجات في الحد الفاصل بين النفط والغاز gas-oil interface مما يؤدي الى تقلبات في مستوى السائل وبالتالي التأثير على أداء مسيطر المستوى level controller ولتجنب هذه الحالة يتم تركيب مانعات التموج الذي يكون عبارة عن تراكيب ميكانيكية على شكل موانع عمودية على اتجاه الجريان.

- زمن بقاء السائل (زمن المكوث) Liquid Residence Time:
يتم أخذ هذا الأمر في العازلات ثلاثية الطور كي يتسنى للماء والنفط أن ينفصلا عن بعضهما بطريقة فرق الكثافة . وتستخدم العديد من التراكيب على زمن بقاء هذه السوائل في العازلة ويتأثر زمن البقاء بالعديد من العوامل مثل: الكثافة النسبية للنفط Specific Gravity – درجة الحرارة التشغيلية Operating Temperature. وفي حال الرغبة في زيادة زمن المكوث فهذا يتطلب زيادة حجم العازلة أو زيادة منطقة السائل.

- الحرارة Heat
أن الحرارة تؤدي الى تقليل الشد السطحي ولزوجة النفط مما يساعد على تحرر الغاز ، واكثر الطرق فاعلية هي تسخين النفط من خلال امراره خلال حمام مائي water bath ، كما تساعد الحرارة على إزالة فقاعات الرغوة ، وتستخدم المسخنات غير المباشرة indirect heaters أو المبادلات الحرارية.

🟨 أهم المشاكل التشغيلية في محطات العزل:
مع تطور التصاميم الحديثة لعازلات الغاز تم أخذ المشاكل التشغيلية بنظر الأعتبار فوجود مسيطرات مستوى Level Controls ذات كفاءة ودقة عاليتين في العازلات بالأضافة الى وجود مسيطرات Press. Control على درجة عالية من الحساسية ساعد على تقليل المشاكل التشغيلية الى أقصى حد ممكن. لذا فأن أغلب المشاكل التشغيلية الآن يكون سببها عطل هذه المسيطرات أو سوء التشغيل Bad Operation. وأهم هذه المشاكل هي:
- الحمل الإضافي CarryOver:
وهي من أبرز المشاكل التشغيلية التي تحصل في محطات العزل وتتلخص بخروج نفط مع الغاز بكمية كبيرة مما يؤدي الى عبوره الى محطات معالجة الغاز (والتي يفترض أن تحتوي على عازلة أولية لعزل ما تبقى من من قطرات النفط في الغاز) أو في بعض الأحيان عبوره الى المشعل Flare والذي يكون على شكل دخان أسود وإذا لم ينتبه المشغل الى ذلك فأن ذلك قد يؤدي الى خروج كمية كبيرة من النفط المحترق عبر المشعل وتؤدي الى الحريق.
🔵الأسباب
1. تحميل العازلة أكثر من طاقتها التشغيلية وذلك من خلال سوء تنظيم مجمع الصمامات Manifold.
2. غلق صمام خروج النفط Oil Outlet Valve أو عطله. أو عدم وجود تصريف في وحدة أستلام النفط Oil Storage.
3. عطل المسيطر على المستوى Level Control مما يؤدي الى أرتفاع مستوى النفط في العازلة.
4. خلل في تنظيم صمام الضغط Pressure Control Valve بالشكل الذي يؤدي الى أنخفاض ضغط العازلة وبالتالي أرتفاع مستوى النفط في العازلة.
🔴المعالجة
1. في الحالة الأولى تنظيم مجمع الصمامات وتنظيم كميات النفط الداخلة الى كل عازلة.
2. في الحالة الثانية يجب تصليح صمام النفط أو أستبداله.
3. في الحالتين 3 و4 يجب أيقاف العازلة عن العمل لحين تصليح أو معايرة صمامات السيطرة.

🔶الجيوب الغازية Gas Pockets:
وهي تولد فراغات في الأنابيب الناقلة للنفط (يملؤها الغاز) وخاصة ً إذا كانت هذه الخطوط طويلة نسبياً ، أو عند عدم مراعاة سعة الخطوط الناقلة بتحميلها بكميات أقل بكثير من طاقتها التصميمية ، وهذا الأمر يؤدي الى إحداث ضغط معاكس على محطات العزل وبالذات على العازلات وصعود ضغط العازلة وأرتفاع مستوى النفط في نفس الوقت.
🔷الأسباب:
1. إنخفاض مستوى النفط داخل العازلة بسبب عطل مسيطر المستوى Level Control أو تغيير Setpoint الخاص به بشكل غير مقصود.
2. ارتفاع الضغط داخل العازلة بسبب عدم أنتظام عمل PCV أو تغيير Setpoint الخاص به بشكل غير مقصود.
وفي كلتا الحالتين يجب أيقاف المحطة عن العمل لحين تصريف الجيوب الغازية من الخط الناقل للنفط ، ومن ثم معالجة أو تعيير أو أستبدال الصمامات العاطلة.

🔶الرغوة Foaming
قد تحصل طبقة من الرغوة foam في الحد الفاصل بين النفط والغاز gas-liquid interface بسبب نزول الضغط (في أنواع معينة من النفط) أو بسبب الشد السطحي واللزوجة ووجود بعض الشوائب حيث تتولد قطيرات صغيرة مغطاة بغشاء خفيف من النفط عند خروج الغاز من حالة الذوبان مما يؤدي الى حدوث التالي:

• تؤدي الرغوة الى تقليل المساحة السطحية للعازلة حيث أنها تحتل حجماً كبيراً من العازلة ، وبالتالي فهي تؤثر على كفاءة العازلة من خلال تقليل زمن المكوث Retention Time ، ما لم تكن العازلة مصممة أصلاً على حجم يتناسب مع حدوث هذه الظاهرة.
• أن كثافة الرغوة تكون بين كثافة السائل والغاز مما يؤدي الى أضطراب في عمل مسيطر المستوى level controller.
• عند زيادة حجم الرغوة فأن هذا سيؤدي الى خروجها مع النفط أو الغاز الخارج من العازلة ، مما سيؤدي الى تقليل فاعلية العزل أو حدوث ظاهرة الحمل الأضافي carryover أو خروج النفط مع الغاز الخارج من العازلة أو العكس خروج غاز مع النفط الخارج من العازلة الذي يحصل عند أنخفاض مستوى السائل وهذا قد يحصل بسبب عدم تناسب حجم العازلة مع كمية الغاز أو حدوث التموج في مخرج السائل liquid outlet. وبالتالي سيؤدي الى تقليل كفاءة العزل.
أن الرغوة النفطية لا تكون مستقرة ، ولا يدوم وجودها ، إلا بوجود عوامل الرغوة.
أن العوامل التي تؤدي الى تولد الرغوة:
1. عندما يكون الوزن النوعي أقل من 40 درجة.
2. عندما تكون درجة الحرارة التشغيلية أقل من 160 °F .
3. عندما يكون النفط لزجاً حيث تكون لزوجته أكثر من 53 cp .
٤.
🔴كيفيةالتغلب على_هذه_الظاهرة:
يمكن التغلب على هذه الظاهرة بنصب صفائح منع الرغوة Defoaming Plates وهي مجموعة من الصفائح المائلة والمتوازية القريبة من بعضها حيث أن مرور الرغوة من خلال هذه الصفائح سيؤدي الى تجمّع قطرات النفط بعد فصلها عن الغاز المصاحب.وفي بعض الحالات يتم معالجة هذه الظاهرة بأضافة بعض المواد الخافضة للرغوة Foam depressants علماً أن هذه المواد تكون اسعارها غالية نسبياً بالأضافة الى وجود بعض العوامل الأخرى التي تؤدي الى تقليل أو كسر الرغوة مثل الحرارة ، أو الطرد المركزي.

🔴البارافين Paraffin :
أن تفكك البارافين في عازلات الغاز يؤدي الى تقليل كفاءتها ، وقد تؤدي الى جعلها فير فعالة الى حد ما ، بسبب تراكم قسم منها على أجزاء من العازلة ، أو حصول أنسداد مستخلص الرذاذ ومدخل النفط. ويتم إزالته بواسطة المذيبات أو البخار. والطريقة الأفضل لمنع هذه الظاهرة هو المعالجة الكيمياوية مع الحرارة ، كما أن هناك طريقة أخرى وهي تغليف السطوح الداخلية للعازلة بالبلاستك بسبب عدم التآلف الكيمياوي بينهما ، حيث أن وزن البارافين سيؤدي الى أنزلاقه وعدم تراكمه على جدران العازلة أو أي من أجزاءها.

🔵 من أجل النهوض بالواقع الخدمي والمؤسساتي نقدم هذا الاقتراح ؟

الاقتراح هو : مشروع السستم الوطني لإدارة وتأهيل الموارد البشرية في العراق

🔴 إن بناء الدولة الحديثة لا يبدأ بالمباني أو التقنيات، وإنما يبدأ ببناء الإنسان الذي يديرها. وأثبتت التجارب العالمية أن نجاح الحكومات يرتبط بامتلاكها نظاماً وطنياً متكاملاً لإدارة وتأهيل الموارد البشرية، يضمن اختيار الشخص المناسب للمكان المناسب، وتأهيله المستمر، وقياس أدائه وفق معايير موضوعية.

🔴 ويعاني القطاع الحكومي العراقي من غياب منظومة وطنية موحدة لإدارة رأس المال البشري، الأمر الذي أدى إلى تفاوت مستويات الأداء بين المؤسسات، وضعف استثمار الخبرات، وغياب التخطيط لإعداد القيادات المستقبلية، فضلاً عن الاعتماد على الاجتهادات الفردية بدلاً من العمل المؤسسي.

🔴 ونقترح إنشاء السستم الوطني لإدارة وتأهيل الموارد البشرية ليكون المرجعية المركزية لجميع الوزارات والجهات غير المرتبطة بوزارة، ويستند إلى المحاور الآتية:

▪️︎ إعداد إطار وطني للكفاءات لكل وظيفة حكومية.
▪️︎ اعتماد الوصف الوظيفي الموحد وربطه بالمؤهلات والخبرات المطلوبة.
▪️︎ إنشاء ملف إلكتروني لكل موظف يتضمن مؤهلاته وخبراته ودوراته وتقييم أدائه.
▪️︎ إلزام الموظفين ببرامج تأهيل قبل استلام الوظائف الإشرافية والقيادية.
▪️︎ ربط الترقية والتكليف بالمناصب باجتياز برامج تدريب واختبارات كفاءة معتمدة.
▪️︎ اعتماد نظام وطني لتقييم الأداء بمؤشرات قابلة للقياس (KPIs).
▪️︎ إعداد برامج للإحلال الوظيفي وإعداد القيادات لضمان استمرارية العمل.
▪️︎ إنشاء بنك وطني للخبرات والكفاءات للاستفادة منها في المشاريع واللجان التخصصية.
▪️︎ اعتماد ساعات تدريب سنوية إلزامية لكل موظف حسب اختصاصه.
▪️︎ ربط النظام بمنصة إلكترونية موحدة تتيح متابعة التطور المهني لجميع موظفي الدولة.

🔴 أما في قطاع المشاريع الحكومية، فينبغي أن يتضمن السستم مساراً تخصصياً لإعداد وتأهيل العاملين في إدارات المشاريع، يشمل إدارة العقود الحكومية، والوثائق القياسية، وإدارة المخاطر، والسيطرة النوعية، وتحليل المطالبات، والتخطيط والجدولة، وإدارة الكلف، بما يضمن رفع كفاءة تنفيذ المشاريع والحد من الهدر المالي.

🔴 إن الاستثمار الحقيقي للدولة ليس في الإنفاق على الأبنية والمعدات فحسب، وإنما في بناء الكفاءات البشرية القادرة على إدارتها. لذلك فإن إنشاء السستم الوطني لإدارة وتأهيل الموارد البشرية ينبغي أن يكون مشروعاً إصلاحياً استراتيجياً، لأنه يمثل الأساس الذي تُبنى عليه الحوكمة الرشيدة، وتحسين الأداء الحكومي، واستدامة التنمية.

🔵 التحقق من عدم الانتظام الإنشائي (Structural Irregularity Checks) في المباني العالية:
الأساس الذي تُبنى عليه جميع قرارات التصميم والتحليل الزلزالي وفق
ASCE 7

تُعد المباني العالية من أكثر المنشآت تعقيداً في الهندسة الإنشائية، إذ تتعرض أثناء الزلازل إلى استجابات ديناميكية معقدة نتيجة ارتفاعها الكبير، وتعدد أنظمتها الإنشائية، وتأثيرات الانبعاج الجانبي، والتفاعل بين الكتل والصلابة.

ولهذا السبب، فإن أحد أهم مراحل التصميم الزلزالي لا يتمثل في اختيار مقاطع العناصر أو حساب الأحمال الزلزالية فحسب، بل يبدأ قبل ذلك بمرحلة أكثر أهمية وهي التحقق من عدم الانتظام الإنشائي (Structural Irregularity Checks).

فالأكواد الحديثة، وعلى رأسها ASCE 7، تعتبر أن وجود عدم انتظام في المبنى قد يؤدي إلى تضخيم الاستجابة الزلزالية بصورة كبيرة، ولذلك تفرض قيوداً صارمة على التحليل والتصميم عند وجود أي نوع من أنواع عدم الانتظام.

لماذا يعتبر عدم الانتظام خطيراً؟

عندما يكون المبنى منتظماً هندسياً وإنشائياً فإن القوى الزلزالية تنتقل تدريجياً من الطوابق العليا إلى الأساسات بصورة متوازنة.

أما عند وجود عدم انتظام فإن القوى لا تتوزع بصورة منتظمة، وإنما تتركز في مناطق معينة مسببة:

زيادة الانجرافات (Story Drift)
زيادة عزوم الالتواء
تركّز التشققات
انهيار موضعي لبعض العناصر
زيادة الطلب اللدن على الجدران والأعمدة
احتمالية حدوث انهيار متسلسل Progressive Collapse

ولهذا السبب فإن العديد من الانهيارات التاريخية لم تكن بسبب ضعف المقاومة، وإنما بسبب سوء انتظام النظام الإنشائي.

أنواع عدم الانتظام في ASCE 7، يقسم الكود عدم الانتظام إلى قسمين رئيسيين:

أولاً: Vertical Irregularities

أي عدم الانتظام بين الطوابق، ويشمل:

1- Soft Story

أحد أخطر أنواع عدم الانتظام.

يحدث عندما تكون صلابة أحد الطوابق أقل بكثير من الطابق الذي فوقه.

أشهر مثال:

الطابق الأرضي مفتوح بالكامل (Parking)
الطوابق العليا تحتوي على جدران كثيرة

فتصبح الحركة الزلزالية مركزة بالكامل في الطابق الأرضي.

ولهذا يسمى:

Soft Story Collapse

2- Extreme Soft Story

وهو النسخة الأكثر خطورة.

إذا انخفضت الصلابة بنسبة أكبر يفرض الكود قيوداً إضافية وقد يمنع استخدام بعض أنظمة المقاومة الزلزالية.

3- Weak Story

هنا المشكلة ليست في الصلابة وإنما في المقاومة.

قد يكون الطابق صلباً لكنه غير قادر على تحمل قوى القص والعزوم الناتجة عن الزلزال.

4- Mass Irregularity

يحدث عندما تزيد كتلة أحد الطوابق بصورة كبيرة عن الطوابق المجاورة، مثل:

طابق يحتوي على خزانات مياه
أجهزة ميكانيكية ضخمة
مواقف سيارات متعددة

فتتضاعف القوى الزلزالية لأن:

F = m × a

5- Vertical Geometric Irregularity

يحدث عندما يتغير عرض المبنى فجأة، مثل:

الأبراج المتدرجة
الأبراج ذات الارتدادات (Setbacks)

وهنا يحدث تركّز كبير للإجهادات عند منطقة التغيير.

6- In-Plane Discontinuity

يحدث عندما تتوقف جدران القص فجأة أو تنتقل الأحمال عبر كمرات تحويل (Transfer Beams).

وهذا من أكثر الأخطاء شيوعاً في الأبراج السكنية.

7- Discontinuity in Capacity

مثل انتقال الأعمدة أو تغيير النظام الإنشائي فجأة، مثال:

جدار قص يتحول إلى أعمدة.
أعمدة تنتهي فوق كمرات تحويل.
ثانياً: Horizontal Irregularities

وتحدث في المخطط الأفقي.

1- Torsional Irregularity

أكثر أنواع عدم الانتظام انتشاراً.

يحدث عندما لا يتطابق: مركز الكتلة مع مركز الصلابة، فينتج دوران كامل للمبنى أثناء الزلزال، بدلاً من حركة انتقالية فقط.

2- Extreme Torsional Irregularity

إذا أصبح الفرق كبيراً جداً، فهنا تصبح بعض الأعمدة معرضة لقوى مضاعفة مقارنة بالأعمدة الأخرى.

3- Re-entrant Corners

مثل:

شكل L
شكل U
شكل T

فتتركز الإجهادات عند الزوايا الداخلية.

4- Diaphragm Discontinuity مثل:

فتحات كبيرة
Atrium
اختلاف سمك البلاطة
وجود فواصل كبيرة

وهذا يؤدي إلى سوء توزيع القوى على الجدران.

5- Out-of-Plane Offsets

عندما لا تكون الجدران فوق بعضها رأسياً.

6- Nonparallel Systems
عندما لا تكون الجدران أو الإطارات موازية للمحاور الرئيسية.

المصمم الانشائي الدكتور ماجد البنا