up
Search      menu
علم و تکنولوژی :: مقاله رديابي شکاف ها در سازه هاي آبي PDF
QR code - رديابي شکاف ها در سازه هاي آبي

رديابي شکاف ها در سازه هاي آبي

رديابي شکاف ها در سازه هاي آبي با استفاده از جلبک ها

● مقدمه:
همه مي دانيم که هرکجا آب باشد، آباداني نيز هست و اگر واقعاً چنين باشد، بخش اعظم سياره زمين از دير زمان آباد بوده و هست! البته چنين تصوري فقط به مناطق خشک و بياباني محدود مي شود زيرا اغلب، تداعي مفهوم آباداني همواره با مشاهده بناهاي غير طبيعي و به اصطلاح انسان ساخت همراه بوده و هست!
بدون شک، شناخت فرآيند انواع تخريب ها در چنين آثاري و همچنين چگونگي مهار آن ها از وظايف اصلي ساکنين آن آبادي محسوب مي گردد. شاخه هاي مهندسي در اين زمينه بيش از همه مسئوليت دارند و از ابتدا يعني طراحي، ساخت و توليد تا مراحل راه اندازي، نگهداري و توسعه، نقش مهمي را ايفاء مي کنند.
علاه بر اين، آب به عنوان شاخص آبادي مي تواند در زمينه هاي متعدد و متنوعي کار آفرين باشد. به عنوان مثال: نهادهاي خدمات فني براي سازه هائي از قبيل مخازن آب، کانال هاي آبرساني، پل ها، سدها، سيستم هاي برودتي، تصفيه خانه ها، اسکله ها، شناورها و بسياري موارد ديگر، به طور مستقيم و يا غير مستقيم با مديريت و مهندسي آب در ارتباط هستند. بنابراين، نگرش فراگير در اين مؤلفه حياتي، پيش از آن که جالب باشد، اجتناب ناپذير خواهد بود.
جلبک ها، نخستين ساکنين مولد اين زيست کره هستند و تقريباً در هر نقطه اي از سياره که نشاني از حيات وجود داشته باشد، به طور فعال حضور خواهند داشت. اگرچه آثار تخريبي جلبک ها در چنين سازه هائي براي بشر کم و بيش شناخته شده است ولي در اين نگارش مختصر، اميد و تلاش بر اين بوده که ضمن آشنائي بيشتر از سازوکار چنين موجوداتي و با عنوان جلبک هاي نشانگر (Indicator Algac) در اين جا و همچنين گسترش انواع شکاف ها و خوردگي ها، بتوان رويکردهاي منطقي و مهندسي را براي مهار چنين ناهنجاري ها فراهم نمود.
● شواهد جلبکي:
به طور کلي، براي بازرسي انواع سازه ها خصوصاً در مقاطع بهره برداري، معمولاً زمان و هزينه هاي قابل ملاحظه اي مصرف مي شود. از سوي ديگر براساس مشاهدات ميداني، امکان برآورد وسعت و ميزان خسارت بسيار دشوار مي باشد. تعدادي از جلبک ها با عرصه انتشار وسيع (جهان وطن) وجود دارد که با قابليت چسبندگي فوق العاده زياد روي انواع ديواره ها مي توانند به طور مستقيم شکاف هائي را ايجاد نمايند و يا آنکه بستري مناسب براي ساير جلبک ها و همچنين ديگر عوامل تخريبي فراهم نمايند. در بسياري از موارد، چنين جلبک هائي علاوه بر اتلاف آب از طريق نشت، براي تخم ريزي برخي حشرات آبزي و همچنين تجمع و تراکم غلظت آلاينده ها نيز محط مطلوبي ايجاد مي کنند که در نهايت موجب تغييرات کيفي آب در مدت کوتاهي گاهي کمتر از ۴۸ ساعت، خواهند شد.
معمولاً فرايند تخريب به صورت فيزيکي شيميائي و يا تلفيقي و هم زمان مي باشد. در مراحل نخست، با ايجاد مجازي موئينه ميزان فشار اسمزي در بافت سازه ها افزايش پيدا مي کند و به تدريج و در مراحل گسترش همين شکاف هاي ظريف و براساس قانون برنولي در سيالات بر اثر کاهش سرعت جريان آب، مقادير فشار ماتريسي افزايش مي يابد و در نتيجه عمق و ميزان خورندگي به طور قابل ملاحظه اي گسترش خواهد شد. علاوه بر اين، ترشحات مواد شيميائي مختلف در چنين محيط چسبناکي، ضمن استقرار هرچه بيشتر و بهتر جلبک ها در شيب هاي بسيار تند، باعث تداوم و توسعه فرايند تخريب نيز خواهد شد.
چنين فرايندي اگرچه کند و آرام است ولي به دليل وجود اين سري فزاينده و همچنين فعاليت بدون وقفه، آثاري قابل ملاحظه اي روي سازه ها خواهند داشت و مي دانيم که در طبيعت، روندهائي از اين قبيل برگشت ناپذير هستند. گاهي اوقات گسترش اين جلبک ها به حدي است که مي توان گفت که براي جلبک ها عمارتي ساخته ايم! يکي از اين نمونه ها، پلي با نام پل جلبک ها (Algae Bridge) واقع در کشور چين مي باشد .
تاکنون، صدها هزار گونه از جلبک ها شناسائي و رده بندي شده اند و به طور کلي مي توان آنها را در ۱۲ شاخه طبقه بندي نمود. عمده ترين جلبک هاي مورد بحث در اين بررسي، به انواع جلبک ها در شاخه جلبک هاي سبز (Chlorophta) و شاخه جلبک ەاي زرد طلائي (Chrysophyta) تعلق دارند. اين جلبک ها داراي ريختار متنوعي و در اندازه هاي گوناگون (از پنج ميکروني تا سي متري!) وجود دارند. علاوه بر اين، رفتار هر يک از آنها در رويشگاه هاي مختلف و همچنين در مقاطع زماني نيز قابل تأمين مي باشد.
بدين ترتيب، با مشاهده چنين جلبک هائي مي توان به سهولت و به نوعي گواهي بر شروع و يا توسعه شکاف ها و خوردگي ها در سازه ها را صادر نمود. البته برآورد ميزان پوشش دهي و همچنين موقعيت يابي مسير انتشار آنها تا حدودي به تجربه احتياج دارد که با راهنمائي مختصر، هر کارشناسي حتي در سطح مبتدي نيز مي تواند از اين دستورالعمل فني استفاده نمايد. نگارنده طي ۱۵ سال اخير نمونه هائي ارزشمند از اين جلبک ها را از استان هاي شمالي کشور و همچنين استان هاي تهران، اصفهان، فارس، خوزستان و هرمزگان، جمع آوري نموده و در هر باريوم ”IRAN“ نگهداري مي شود.
● بحران جلبکي:
وقتي به عظمت انواع سازه هاي دريائي فکر مي کنيم، اين موضوع به شيوه اي گسترده و تا حدودي به نوعي بحرانتبديل مي گردد. در اين چالش، انواع شناورها، دکل ها، اسکله ها، پل ها، سدها، انواع کارخانه هاي تصفيه، فرآوري و شيرين کن ها و حتي تجهيزات فني براي اکتشاف و استخراج نفت، نيز از چنين فرايندي مستثني نخواهند بود.
خوشبختانه، با پيشرفت علوم و فنون نوين اين مشکل خصوصاً در زمينه هاي طراحي و توليد، تا حدودي مرتفع شده است ولي هزينه هاي نگهداري و همچنين مرمت چنين سازه هائي براي بهره برداري و بهينه سازي، همچنان ارقام نجومي را به خود اختصاص مي دهند.
بدون شک، بهره گيري از انواع رنگ ها براي افزايش عمر مفيد در مقابل زنگ زدگي و همچنين خوردگي بسياري از سازه ها، نوعي مرهم محسوب مي شود. البته يادآوري اين نکته ضروري است که در اين نوع رنگ ها اغلب از دياتومه هاي فسيلي (خاک دياتوميت) که خودشان از گروه جلبک هاي قاب سيليسي (Bacillariophyceae) مي باشند، استفاده مي شود زيرا جين کريستال هائي با کمترين هزينه ممکن، بيشترين مقاومت را در مقابل فرسايش ايجادمي نمايند. بنابراين، با استفاده از انواع بقايا و فسيل جلبک ها به صورت غشائي بسيار نازک مي توان در مقابل آثار تخريبي و ناهنجاري هاي ساير جلبک هاي زنده، نوعي امنيت مصالح ساختماني را فراهم نمود.
براي انتقال چنين مفاهيمي نيازي به سفر به دريا و اقيانوس ها نيست. براي مثال مي توان انبوهي از جلبک هاي تک ياخته اي را روي ديواره و پايه هاي پل ها و دکل ها مشاهده و رديابي نمود و يکي از نمونه هاي جالب در اين زمينه پل دروازه طلائي (Golden Gate) در سانفرانسيسکو مي باشد .
بنابراين، مسيرهاي آبرساني اعم از کانال ها، لوله ها، خطوط انتقال و حتي چاه هاي عميق، جايگاه خاصي را به خود اختصاص مي دهند . اين موضوع براي بخش کشاورزي و همچنين انواع دستگاه هاي تبريد کارخانه ها خيلي مهم خواهد بود به ويژه آن که چنين آب هائي به انواع فاضلاب هاي شهري و يا صنعتي نيز آلوده باشند.
بدين ترتيب، فاکتورهاي تنوع و تراکم جلبک ها در سامانه هاي تخريبي سازه ها نقش مهمي ايفاء مي کند. از سوي ديگر رفتار فيزيکي و شيميائي سازه ها نقش مهمي ايفاء مي کند. از سوي ديگر رفتار فيزيکي و شيميائي هر يک از انها مي تواند الگوئي مناسب براي تغيير روند تخريب نيز باشد. دليل عمده که چنين جلبک هائي را مي توان به عنوان نشانگر (Indicator) تلقي نمود اين است که با نمونه برداري هائي که از موقعيت هاي گوناگون به عمل مي آيد، نتايج حاصل را مي توان با روش قياسي بسط داده و به اصطلاح مي توان از آنها به عنوان انديس هائي (Indices) قابل استناد در ساير نقاط جغرافيائي نيز استفاده نمود.
به طور کلي، سدها به دليل دارا بودن ساختاري ويژه، موقعيت بسيار مطلوبي را براي جلبک ها فراهم مي نمايند. با توجه به شکل ساختماني سدها و حتي آب بندهاي ساده و به دليل ايجاد اختلاف پتانسيلي در توده سيال آب و از سوي ديگر رفتار حرکتي انواع جلبک ها از لحاظ شناور يا معلق بودن، حالات بسيار متنوعي پديدار مي شود و گاهي با هجوم برخي ازگونه هاي جلبک، اين موضوع به صورت بحراني و جدي خواهد بود که يکي از موارد در اين زمينه، صرف هزينه هاي هنگفت براي لايروبي انبوهي از جلبک ها در پشت سدها واقع در ايالات متحده آمريکا مي باشد .
اين قبيل جلبک ها به طور مستقيم يا غير مستقيم خسارت زيادي به صنايع گوناگون خصوصاً در ارتباط با منابع آبي وارد مي سازند. مبارزه با برخي از اين جلبک ها علاوه بر صرف وقت و هزينه قابل ملاحظه، حتي گاهي در تصميم سازي مسئولان ذيربط نيز اختلالاتي محسوس ايجاد مي کنند.
رودها، درياچه ها و حتي استخرها و آبگيرهاي مناطق فاضلابي، رويشگاه هاي اصلي براي تکثير چنين جلبک هائي خصوصاً در بخش آب هاي شيرين محسوب مي شوند. حضور چنين جلبک هائي در محيط هاي آبي، اشکالات متعددي را براي انواع توربين ها و حتي پره هاي موتور قايق ها و کشتي ها ايجاد مي کنند و در اين ميان، جلبک سبز رشته اي کارا (Chara) براي بسياري از افراد کاملاً شناخته شده است. اين جلبک با چسبندگي فوق العاده زياد در صنايع شيلات نيز مشکلات فراواني را ايجاد کرده و سالانه هزينه زيادي براي لايروبي آن مصرف مي شود.
● رهيافت ها و رويکردها:
چنانچه مروري به مطالب داشته باشيم، ملاحظه مي شود که بخش عمده اي از آنها بديهي و تقريباً براي همگان آشکار است ولي اين پرسش به وجود مي آيد که چنين موضوعي مهم، چرا و چگونه اغلب به بوته فراموشي سپرده مي شود؟! شايد يکي از پاسخ ها! اين باشد که چنين مقوله اي بيش از حد عادي است و تقريباً بخش جدائي ناپذير طبيعت تلقي مي گردد .
اگرچه بسياري از موارد مورد بررسي، ارتباط مستقيمي با شاخه هاي مهندسي عمران و مکانيک دارند ولي بايستي اذعان نمود که در اين خصوص، نظريات کارشناسي زمينه هاي تخصصي آب و فاضلاب، نقش کليدي را خواهند داشت. بنابراين، گستره مديريت بهينه و همچنين بهره مندي منطقي از سازه ها و همچنين افزارها به ويژه در محيط هاي آبي بدون برخورداري از تجربيات و آموزه هاي هيدرولوژي امکان پذير نخواهد بود. از سوي ديگر، با توجه به اهميت خوردگي سازه ها و کاهش عمر مفيد آنها که براي هيچ مديري و يا مسئولي پوشيده نيست، چنين امري موجب پيوستگي و توسعه ارتباط فني ميان شاخه هاي گوناگون مهندسي خواهد شد. نگرش و خاستگاه اجرائي پيرامون چنين جلبک هائي، با چگونگي مبارزه و يا مدارا همراه است ولي در اين نگارش مختصر تأکيد اصلي بر مشاهدات مي باشد زيرا شرط لازم و کافي براي بهره مندي کافي از هر نوع نهاده اي، بهبود کمي و کيفي پايگاه داده ها مي باشد لذا ثبت، بازيابي و ارزيابي همين مشاهدات اگرچه گام نخست و دشوار مي باشد ولي در تصميم سازي مديران از اهميت فوق العاده اي برخوردار است.
معمولاً کارشناسان دفع آفات با عنايت به حفظ محيط زيست، سموم جلبک کش را زياد توصيه نمي کنند زيرا به لحاظ ويژگي هاي محيط هاي آبي، باقيمانده سموم و بازدهي ناچيز خصوصاً در وسعت زياد را به ارمغان خواهد آورد.
استفاده از سولفات مس (کات کبود) از سال ۱۹۰۴ ميلادي تاکنون، در استخرها و يا مناطق محدود از قبيل استخرها متداول بود ولي کاربرد صحيح آن به ويژه محاسبه غلظت و همچنين زمان مورد استفاده نه تنها پيچيده مي باشد بلکه به صورت متمرکز و خصوصاً به دليل تنوع و پايداري جلبک هاي چسبنده، چنين توصيه اي کارآمد نخواهد بود.
امروزه در گياه پزشکي نوين، اغلب از مديريت و روش هاي تلفيقي با کاربرد ابزار پيشرفته، استقبال مي شود. نتايج حاصل از تحقيقات در زمينه هاي کاربرد امواج ماوراء صورت با تواتر قابل تنظيم، پروهاي ليزري، ريز تراشه هاي هوشمند (Expert Microchips) و همچنين فن آوري نانو با عنوان نانوچک (Nanocheck) حتي در مراحل مقدماتي نيز بسيار ارزشمند بوده و تصور بر اين است که حداکثر در دهه آينده چنين تسهيلاتي به طور وسيع در اختيار حافظان آب و همچنين مديريت سازه هاي آبي قرار گيرد. بدون شک، با انجام امور مربوط به رديابي، مشاهده دقيق و سپس ارزيابي فني ميزان و موقعيت خسارات، ضمن افزايش عملکرد چنين شيوه ها و افزارهائي، موجب موفقيت هرچه بيشتر در شکار چنين جلبک هائي خواهد شد.
بدين ترتيب مفهوم جامع تري از چگونگي مبارزه به همراه مدارا، فراهم مي گردد. البته شايسته و بايسته است که همواره به خاطر داشته باشيم:
اين ما هستيم که در حريم جلبک ها بنا نهاده ايم!

مقدمه آبياري از نظر علمي تعابير مختلفي دارد اما به معناي واقعي کلمه ، پخش آب روي زمين جهت نفوذ در خاک براي استفاده گياه و توليد محصول مي‌باشد. هر چند ...

چند سالي است که پيش از سال نو و نوروز ، به همراه ماهي سرخ حوض - که روشن نيست از چه زماني به هفت سين راه يافته - جانداران ديگري نيز روانه بازار مي شوند ...

كولر هاي آبي كه براي خنك كردن هواي داخل ساختمان ها بويژه در مناطق خشك بكار مي روند از دو قسمت عمده تشكيل يافته اند: 1- اجزاء الكتريكي 2- اجزاء مكانيكي ...

آبياري از نظر علمي تعابير مختلفي دارد اما به معناي واقعي کلمه، پخش آب روي زمين جهت نفوذ در خاک براي استفاده گياه و توليد محصول مي باشد. هر چند فقط ۱۵ ...

● واژگان: ▪ شکاف: هرگونه شکست يا جداشدگي در سنگ را گويند که در نتيجه ي عواملي چون فشار سيال، تنش هاي لايه اي، تنش هاي تکتونيکي و غيره حاصل شود. ▪ مخاز ...

علوم صنايع زيستي يا زيست فناوري امروزه بخش قابل توجهي از منابع مالي دنيا را در اختيار خويش قرار داده است. البته مطمئنا گسترش روزافزون آن نيازمند فناور ...

آشکارساز هدايت گرمايي ( T.C.D) : اساس اين آشكارساز بر روي درجه از دست دادن حرارت از فيلامانها به گاز اطراف خود مي باشد و از دست دادن حرارت بستگي به تر ...

آشکار سازي هاي نيمه هادي نوترون براي راديوبيولوژي نوترون و شمارش آن داراي اهميت بسيار زيادي هستند. آشکار سازي هاي ساده سيليکوني نوترون ترکيبي از يک دي ...

دانلود نسخه PDF - رديابي شکاف ها در سازه هاي آبي