معرفی گرایش‌های مهندسی دریا

گزارش کاتالوگ اول، مهر ماه ۹۹مبینا ایزدپناه، ورودی 97 مهندسی مکانیک جلسه‌ی کاتالوگ، سه شنبه 1 مهر با موضوع محورهای صنعتی مهم در رشته‌ی مهندسی دریا با ارائه‌ی «دکتر ایثار قمری» برگزارشد. ابتدای جلسه به معرفی ایشان پرداخته‌ شد.دکتر قمری مقطع کارشناسی و کارشناسی ارشد خود را در دانشگاه صنعتی امیرکبیر و دکتری را در گرایش هیدرودینامیک در دانشگاه NTNU نروژ گذراندند. سپس در سال‌های 1396-1398 در شرکت 7WAVESاسلو نروژ مشغول مهندسی ارشد طراحی شدند و پس از آن به ایران برگشتند و اکنون در حال گذراندن مقطع پسا دکتری در دانشگاه صنعتی شریف هستند. دکتر قمری در ارائه‌ی کاتالوگ، درباره‌ی محورهای مهم رشته‌ی مهندسی دریا و آینده‌ی این رشته، صحبت‌کردند. در ابتدای بحث، سؤالی که مطرح شد این بود که با توجه به سطح زمین، اسم درست کره‌ی زمین، کره‌ی زمین است یا کره‌ی اقیانوس؟دلایل اهمیت اقیانوس‌ها و مهندسی دریا:• 70% - سطح کره‌ی زمین با آب پوشیده شده است.• 95% - تجارت کالای بین‌قاره‌ای از طریق دریا صورت می‌گیرد.• -سهم بالایی از غذای جهانی از دریاها تامین می‌شود.• -حدود 40% جمعیت جهان، در فاصلهٔ 100کیلومتری از ساحل زندگی می‌کنند و این درصد، در حال رشد است.• -درصد زیادی از منابع نفت و گاز در زیر بستر دریاها قرار دارد.محورهای مهمی که رشته‌ی مهندسی دریا با آنها در ارتباط است:• -شیلات• -نفت و گاز• -حمل‌ونقل و کشتی‌رانی• -انرژی‌های نو و تجدیدپذیر• -توریسم دریاییاین موضوعات، باعث اهمیت ویژه‌ی این رشته‌ی مهندسی می‌شوند.متاترندهای جهانی و نقش اقیانوس‌ها در آن‌ها: -تغییرات اقلیمی: یکی از مهم‌ترین ترندهای اخیر جهانی تغییرات اقلیمی است. در سال‌های اخیر، تغییرات شدیدی داشتیم و این تغییرات در 30-50 سال آینده شدیدتر خواهند شد.طبق تخمین‌ها، تا انتهای قرن سطح آب دریاها حدود 1.8متر بالا می‌آیند و این اتفاق، تاثیرات زیادی روی آب‌وهوا خواهد داشت؛ پدیده‌هایی مثل خشک‌سالی یا سیل‌های متفاوت. با توجه به اثر دوگانه‌ی این اتفاق، از طرفی ما باید شرایط زندگی را با این تغییرات وفق‌دهیم(محوریت مهندسی دریا) و از طرفی باید با کاهش آلایندگی‌ها، باعث کندشدن این جریان شویم. -افزایش جمعیت و تأمین غذا: طبق پیش‌بینی‌ها و روندهای جمعیت‌شناسی، افزایش جمعیت تا نیمه‌ی قرن از 7 به 9 میلیارد نفر خواهد رسید. از طرفی تنوع غذایی روی کره‌ی زمین بسیار محدود است؛ 90% غذای دنیا، از 15 گیاه و 8 گونه‌ی حیوانی تامین می‌شود. این افزایش جمعیت، خشک‌سالی‌های جدید و فرسایش زمین در بسیاری از مناطق و از طرفی، افزایش آب‌های سطحی به دلیل گرمایش زمین در برخی مناطق دیگر، باعث می‌شود که بخش زیادی از گونه‌های غذاییِ محدود، تحلیل بروند و محدودتر شوند. (بسیاری از مناطق، قابلیتِ سطح‌زیرکشت‌بودن خود را از دست می‌دهند و دیگر قادر به کشت برخی گیاهان نخواهند بود.) علی‌رغم مشکلات بالا، اقیانوس‌ها با وسعت فراوان و آب و مواد مغذی فراوان، اهمیت ویژه‌ای دارند؛ زیرا دارای منابع غذایی دست‌نخورده‌ی بسیاری هستند. -انرژی: تولید انرژی پاک، یکی از بزرگ‌ترین دغدغه‌های بشر است. برخی از کشورها به انرژی بیشتری نیاز دارند. پیش‌بینی شده‌است که در برخی از کشورها مثل هند و چین، به دلیل رشد زیاد، در 10سال آینده نیاز به انرژی 20% افزایش یابد.متأسفانه به دلیل اینکه انرژی‌های فسیلی ساده‌ترین و دردسترس‌ترین نوع انرژی هستند، اولین انتخاب نیز خواهند بود؛ اما با توجه به متاترندها، در سال‌های آینده انرژی‌های پاک و تجدیدپذیر اهمیت بیشتری خواهند داشت که در این بخش‌ها هم، اقیانوس‌ها می‌توانند راه‌حل مناسبی باشند؛ مثل انرژی باد (مزارع فراساحل، توربین های بادی)، انرژی امواج و جریان‌های دریایی که برای انرژی تجدیدپذیر، منابع خوبی هستند. تا امروز، انرژی باد رشد خوبی داشته و ممکن است تا دههی آینده، 80% تولید انرژی دنیا را بگیرد. -منابع مواد خام و معدنی: به دلیل افزایش جمعیت و رشد کشورهای صنعتی، جنگ بر سر مواد اولیه‌ی خام، به وجود آمده است.مواد اولیه‌ی خام محدود و تقاضای نا محدود! طبق پیش‌بینی‌ها با همین روند زندگی فعلی، تا 10سال آینده، ما به دو کره‌ی زمین نیاز داریم. سالانه، حدود 130هزار کیلومترمربع جنگل از بین می‌رود(در حدود مساحت کشور یونان). ما در بسیاری از مناطق دنیا، با کمبود آب شیرین مواجه هستیم. برای حل این مشکلات، راه‌حل‌های جایگزینی مثل پنل‌های خورشیدی و باتری‌ها وجود دارند که این راه‌حل‌ها نیازمند فلزات کمیاب در زمین هستند و ما دوباره با مشکل نیازِ بالا به این فلزات و منابع محدود در زمین مواجه خواهیم شد. درحالیکه، برداشت و استخراج فلزات کمیاب از بستر دریاها و اقیانوس‌ها هنوز شروع نشده ‌است. -حمل و نقل: آلودگی ناشی از حمل‌ونقل افراد و کالاها، یکی از دلایل اصلی گرمایش زمین و آلودگی هواست. حمل‌ونقل، موتور محرک تجارت جهانی است و هرساله، تجارت رشد صعودی دارد. بیش از 90% حمل‌و‌نقل تجاری دنیا، از راه دریا صورت می‌گیرد و حمل‌ونقل دریایی، در مقایسه با راه‌های دیگر به‌صرفه‌ترین و پاک‌ترین راه حمل‌و‌نقل است. با توجه به مطالبی که در ارتباط با تجارت جهانی گفته شد، در دهه‌های آینده با رشد اقتصاد جهانی، حمل‌ونقل دریایی بسیار بیشتر مورد تقاضا خواهد بود.اقتصاد کشورهای متصل به دریا: همه‌ی موارد ذکر شده تا این‌جا نشان می‌دهند که دریا، حتی درخصوص اقتصاد کشور‌ها، اهمیت ویژه‌ای دارد؛ به عنوان مثال، درسال 2010 در نروژ منابع اصلی درآمد کشور، کشتی‌سازی و صنایع مرتبط با آن بود که باعث ایجاد 100هزار شغل و 7میلیارد دلار ارزش صادراتی شد. صنایع نفت و گاز، 120هزار شغل و 50میلیارد دلار، ارزش صادراتی و شیلات 13هزار شغل و 6میلیارد دلار ارزش صادراتی ایجاد کردند.صنعت کشتی‌سازی: در آینده، نیاز فراوان به صنایع کشتی‌سازی خواهیم داشت. برای سبزترشدن این صنعت و کاهش 2-3درصدی ‌آلودگی‌ها، قوانین و مقررات سخت‌گیرانه‌ای وضع شده است. در قطب شمال، منابع جدید و غنی کشف شده که متناسب با شرایط منطقه‌ای، کشتی‌های خاصی باید بسازیم. روش‌های پیش رو برای کاهش مصرف سوخت و کاهش آلایندگی کشتی‌ها، در این صنعت اهمیت ویژه‌ای دارند. با توجه به مطالب گفته‌شده، فعالیت‌هایی که در حال حاضر در این صنعت بیشتر انجام می‌شوند، عبارت‌اند از: بهینه‌سازی شکل بدنه‌ی شناورها، استفاده از مواد آلیاژی جدید برای کاهش وزن و کاهش مصرف سوخت، سیستم‌های پیش‌رانش جدید با کاهش اتلاف انرژی. این فعالیت‌ها باعث کاهش مصرف سوخت، کاهش آلایندگی‌ها و سبزترشدن صنعت کشتی‌سازی می‌شوند. طراحی و ساخت کشتی‌ها با انرژی‌های تجدیدپذیر مثل کشتی‌های بادبانی یا پنل‌های خورشیدی نیز اهمیت ویژه‌ای دارد. به‌نوعی، می‌توان گفت رنوسانس در صنعت کشتی سازی! ترکیب روش‌های قدیمی با تکنولوژی مدرن. استفاده‌های اصلی از کشتی، شامل جابه‌جایی کالا، بار و انسان و همچنین عملیات‌های دریایی مثل کشتی‌های خدماتی در صنایع نفت و گاز می‌شوند. در قطب شمال، میادین نفتی فراساحل بیشتر است و به دلیل شرایط آب‌وهوایی و آب‌های عمیق، عملیات‌ها پیچیده‌تر و سخت‌تر خواهند بود و به کشتی‌های متفاوت با تجهیزات پیچیده روی عرشه، نیاز خواهیم داشت. علاوه‌بر منابع، مسیرهای کشتی‌رانی از طریق قطب شمال، باعث راندمان بیشتر می‌شوند؛ به طور مثال، اگر یک کشتی از طریق مسیرهای کشتی‌رانی قطب شمال، از بندر یوکوهاما به بندر روتردام حرکت کند، 35% مصرف سوخت کمتری خواهد داشت. مسئله‌ی سوخت کشتی‌ها هم اهمیت ویژه‌ای دارد. LNG (سوخت آینده‌ی کشتی‌ها) باعث انتشار کمترِCO2 (25%) و NOx (90%) و عدم انتشار SO2 می‌شود.صنعت شیلات: ماهیگیری در دریاها، از زمان‌های دور یکی از راه‌های اصلی تأمین غذای بشر بوده است. مسئله‌ی حائز اهمیت، مدیریت منابع دریایی است. طبق گزارش فائو، فقط 20% منابع دریایی ظرفیت پایدار دارند. شیلات، پلی است بین نیاز فزاینده به ماهی و منابع غذای دریایی و منابع محدود این موارد در دریاها. شیلات با ماهیگیری تفاوت دارد؛ بحث شیلات یک بحث مهندسی به معنای استفاده‌ی کنترل‌شده از منابع دریایی است. تولید سالانه‌ی شیلات در حدود 8% رشد دارد. 5.2میلیون تن در سال 1981 به 62.7میلیون تن در سال 2011 رسیده است. در همان سال، سهم شیلات در کل عرضه‌ی ماهی 9% بوده که به 48% در سال 2011 رسیده‌است. طبق آمار فائو، با گسترش صنعت شیلات و با توجه به رشد منابع، شیلات یکی از اصلی‌ترین منابع غذایی خواهد شد.یک مقایسه ساده بین دامداری سنتی و شیلات: در دامداری سنتی، هزینه‌ی بالای تولید و آلودگی زیاد محیط زیست داریم (18% تولید گازهای گلخانه‌ای) و نیازمند فضاهای بزرگ و وسیع هستیم (فقط فضای x-y استفاده می‌شود). در شیلات، از فضای نامحدود اقیانوس‌ها استفاده می‌کنیم (فضای (x-y-z. در مقیاس بالای تولید، هزینه‌ی پایینی نسبت به دامداری سنتی داریم و آلودگی بسیارکم (تقریباً صفر) خواهیم داشت. در بحث شیلات، یکی از موضوعات مهم، موضوع انتقال قفس‌های ماهی به مناطق دوردست‌تر در فراساحل است. برای این قفس‌ها لازم است تحقیقات زیادی برای بررسی نیروهای وارد بر آن‌ها انجام شود؛ زیرا به دلیل نبود مدل قبلی یا مدل مشابه، مشکلات فراوانی در ساخت وجود دارد. دکتر قمری پس از صحبت درباره‌ی اهمیت رشته‌ی مهندسی دریا در بخش‌های مختلف، چند کلیپ درباره‌ی مباحث مختلف ارائه کردند. سپس در انتهای جلسه، زمانی را به پرسش و پاسخ دانشجویان اختصاص دادند. برای مشاهده‌ی فیلم ارائه، به آدرس زیر مراجعه کنید:https://www.aparat.com/v/CJtQh