الاستشعار من البعد
الاستشعار من البعد والتصوير الفوتوجرافي الجوي أو الفضائي مترادفات تعنى التعرف على شيء ما مستعانا بأجهزة تصوير دون ملامسته وتعبر عن تقنية واحدة تعتمد على أساس نظرى واحد وهو أن رؤية أي جسم بعين الإنسان تعتمد على استقبال العين للأشعة المرئية المنعكسة أو المنبعثة من سطح الجسم على شبكية العين مارةً خلال عدسة العين، ولذلك أصبحت كلمة «استشعار من بعد» تكافىء «حاسة الرؤية» عند الإنسان، وأصبحت آلة التصوير مكافئة لعين الإنسان، وإن اختلفت في بعض تفصيلاتها لتصبح قادرة على استقبال الأشعة المرئية التي تحسها عين الإنسان بالإضافة إلى باقي أحزمة الأشعة غير المرئية التي تحسها عين الإنسان بالإضافة إلى باقي أحزمة الأشعة غير المرئية لعين الإنسان التي يحتويها حزام أطياف الموجات الكهرومغنطيسية (Electromagnetic spectrum) سواء قصيرة الطول الموجى (عالية التردد) مثل الأشعة فوق البنفسجية أو طويلة الموجات (منخفضة التردد) مثل الأشعة تحت الحمراء والميكروويف وموجات الراديو والرادار.
مع التقدم الكبير في تقنيات التصوير والاتصالات غير السلكية، تطورت آلة التصوير ونقل الصورة من الطائرة أو القمر الصناعي إلى محطات استقبال أرضية لتصبح أمراً ميسراً.
تطبيقات الاستشعار من البعد: تستخدم تقنية الاستشعار من البعد في تصوير سطح الكرة الأرضية من أرض وبحر وجبل وسهل، وزرع وعمران وكثبان ومناطق عسكرية ومواقع استراتيجية، كما تستخدم في تصوير الغلاف الجوي حول الأرض وحول الكواكب والتوابع مثل الزهرة والمريخ والقمر.
وكما أن هذه التقنية قد استخدمت لرصد الظواهر الثابتة وتسجيل التغيرات الحادثة على سطح الأرض فقد أصبحت أداة هامة في التنبؤ بشكل سطح الأرض بأرضه وشواطئه وبحاره وبحيراته ومصادره الطبيعية الحية والجامدة، وتأثير النشاط الإنساني والمخاطر الطبيعية عليه وذلك من خلال حساب معدلات التغير المسجل في سنوات سابقة وتقدير نتائجه بعد عشرات السنوات القادمة مع أخذ المتغيرات المتوقعة والمنتظرة في الحسبان.
لذلك كله اتسعت دائرة تطبيقات الاستشعار من البعد في كل مجالات النشاط الإنساني العسكري والمدني والهندسي والعمراني والجيولوجي والزراعي والصناعي والبيئي والتنموى بل وتعداها إلى التخطيط الاستراتيجي والحماية من أضرار المخاطر الطبيعية مثل البراكين والزلازل والسيول والعواصف وتقدير التغير البيئي المتوقع في البر والبحر والجو وفي العمار والقفار على السواء.
أنواع تقنية الاستشعار من البعد: تتعدد تقنيات الاستشعار من البعد إما بتعدد ترددات الأطياف الكهرومغنطيسية أو حسب نوع الأشعة المستقبلة من الجسم المراد التعرف عليه أو حسب نوع الأشعة المستقبلة من الجسم المراد التعرف عليه أو حسب أسلوب التصوير نفسه. في الحالة الأولى يمكن تصوير سطوح الأجسام في الضوء المرئى أو في أحد الأطياف المكونة منه مثل الطيف الأخضر أو الأزرق أو الأحمر، كما يمكن التصوير بأطياف الأشعة تحت الحمراء القريبة منها والبعيدة على السواء، وأيضاً يتم التصوير في نطاق أطياف أشعة الراديو أو الرادار، ويمكن التحكم في ذلك بوضع مرشحات لموجات ذات تردد معين أمام عدسة الكاميرا أو آلة التصوير وأفلام حساسة لهذه الأطياف أما إذا كان التصنيف حسب نوع الأشعة المستقبلة من الجسم المراد التعرف عليه فذلك يعنى تحديد نوع هذه الأشعة منعكسة كانت أم منبعثة. ففي حالة الأشعة المنعكسة يستلزم أن يكون هناك مصدر لهذه الأشعة مثل الشمس، وفي حالة الأشعة المنبعثة من الجسم فلا يحتاج لمصدر طيفي، وهذا ما يحدث في التصوير الليلي.
في الحالة الثالثة للتصنيف حسب أسلوب التصوير ذاته، فيعني بها استخدام آلة تصوير متعددة العدسات تتيح عدة صور في أطياف مختلفة التردد لنفس الجسم في نفس اللحظة وهو ما يطلق عليه آلة التصوير الماسحة متعددة الأطياف (MSS) (Multispectral ner) أو آلة التصوير التصنيفي النوعي (TM) (Thematic Mapper) أو آلة التصوير للأشعة المرتدة (RBV) (Return Beam Vedicom) .
أيضاً تم تصنيف تقنية الاستشعار من البعد حسب المسافة الفاصلة بين آلة التصوير والجسم المراد تصويره كما يلي:
1 ـ الاستشعار من البعد من الأقمار الصناعية «التصوير الفضائي» وتقاس المسافة بمئات الكيلومترات. 2 ـ التصوير الجوي من الطائرات وتقاس المسافة بعشرات الكيلومترات. 3 ـ التصوير من محطات ثابتة مثل الأبراج وناطحات السحاب وتقاس المسافة بآحاد الكيلومترات وكسورها.
التكنولوجيا الملائمة
Appropriate Technology
يقصد بالتكنولوجيا الملائمة «تطبيق مجتمع محدد لعلوم الطبيعة بحثاً عن حلول لمشكلات محددة يواجهها، معتمداً على الإمكانات المتاحة له مستلهما القيم الحضارية التي يؤمن بها». فكل منتج من منتجات التكنولوجيا ظاهرة اجتماعية يحمل في ثناياه طابع المجتمع الذي أفرزه ولذلك فإن فاعليته تقترن بتوافر البيئة التي نشأ فيها وتتدهور إذا تخلفت معالم تلك البيئة. لذلك كانت فاعلية أي أسلوب في الإنتاج أو الخدمات تتوقف على مدى ملاءمته لظروف المجتمع المحدد الذي يطبق فيه. ولا شك في تنوع وتعدد هذه الظروف، ومع ذلك يمكن القول إن التكنولوجيا الملائمة هي التي تستجيب لكل من الندرة النسبية لعوامل الإنتاج والبيئة الطبيعية والبيئة الحضارية واستراتيجية التنمية.
ومع ذلك، يثير مفهوم التكنولوجيا بعض اللبس. فبعض الكتاب في الدول النامية يخلطون بين التكنولوجيا الملائمة وبين التكنولوجيا صغيرة النطاق، منخفضة الإنتاجية كثيفة العمل، التي تعمل على استمرار التخلف وتبعية الدول النامية التكنولوجية للدول الصناعية المتقدمة ولقد نتج هذا الخلط عن التفسير لمفهوم التكنولوجيا الملائمة. فأولئك الذين يربطون التكنولوجيا الملائمة بالوسائل المتخلفة، يخلطون عادة بين الطابع المتقدم للتكنولوجيا كبيرة النطاق والأصل الفرعي لها ويجهلون حقيقة أن تصميم وتطوير التكنولوجيا الملائمة الجديدة أو تطويع وتحديث التكنولوجيا القائمة قد يكون حديثاً ومعقداً شأنه شأن أي اختراع زراعي أو صناعي حديث. ولقد أسهم في حدوث هذا اللبس أيضاً وضع عديد من المنظمات والمجموعات التي تبحث في مجال التكنولوجيا الملائمة أهمية كبيرة على أنواع التكنولوجيا صغيرة النطاق والوسيطة وكثيفة العمل، وكان ذلك نتيجة اتجاه الدول النامية في السنوات الأخيرة لاستيراد التكنولوجيا كثيفة رأس المال غير الملائمة من الدول الصناعية المتقدمة.
النمذجة والمحاكاة
أدخل التطور التقني الكبير في هندسة الحاسوب وعلومه في الأعوام الأخيرة مفاهيم جديدة في الأتمتة، منها تخطيط الأتمتة قبل إِنجازها إذ أصبحت أتمتة أي عملية أو منظومة تمر بمرحلتين أساسيتين هما النمذجة modeling والمحاكاة simulation قبل البدء بتنفيذ تلك المنظومة. والنمذجة هي المرحلة التي يتم فيها بناء نموذج رياضي للمنظومة المطلوبة أتمتتها يصف سلوكها الدينامي وصفاً كاملاً. ويتم إنجاز ذلك باستخدام عدة طرائق رياضية تعتمد على مبدأ حفظ مصونية الطاقة وعلى بنيتها الدينامية وطريقة ترابط العناصر المكونة لها. أما المحاكاة فتتضمن بناء منظومة مصغّرة، لها مواصفات المنظومة الأصلية نفسها المطلوبة أتمتتها وتحاكيها في السلوك. ويمكن إنجاز ذلك ببناء نموذج إلكتروني مخبري باستخدام العناصر الإِلكترونية الفعالة المتوافرة أو باستخدام الحاسوب وكتابة برنامج بإِحدى لغات البرمجة المعتمدة، ثم تشغيل هذا النموذج بالشروط المحيطية نفسها المطلوب تشغيل المنظومة الأصلية فيها.
والفائدة من إجراء النمذجة والمحاكاة قبل إنجاز الأتمتة هي اختصار مراحل الإِنجاز، والتثبت من صحة النتيجة النهائية لعمل المنظومة. ويمكن تصحيح أي خطأ وظيفي بضبط النموذج الرياضي المستعمل وبتعديل البرنامج بلا أي كلفة إِضافية، في حين إن كشف مثل هذه الطريقة يوجب تغيير بعض أجزاء المنظومة أو طريقة ربطها وهذا مكلف جداً في المنظومات المعقدة.
الهندسة
مهنة تهيِّىء المعرفة العلمية للتطبيق العملي.
ولقد تطورت معظم المجالات التخصصية في الهندسة منذ حوالي عام 1750م.
وتظهر اليوم باستمرار مجالات هندسية جديدة نتيجة للطفرات العلمية والتقنية.
كهندسة الفضاء الجوي والهندسة الطبية الحيوية والهندسة الكيميائية والهندسة المدنية والهندسة الكهربائية والهندسة البيئية والهندسة الصناعية وهندسة المواد والهندسة الميكانيكية والهندسة النووية.
المجالات التخصصية الآخرى: تركز بالذات على أكثر من مجالات محددة من الهندسة أكثر مما تتيحه الفروع الرئيسية. ويضم هذا الجزء بضعة تخصصات هامة.
هندسة الصوت والهندسة الزراعية وهندسة الحاسوب والهندسة البحرية وهندسة المحيطات وهندسة النفط (البترول وهندسة النسيج وهندسة النقل.
الهندسة البحرية
تختص بتصميم وإنشاء وإصلاح السفن والغواصات. ويعمل المهندسون البحريون على تطوير تسهيلات الموانىء.
الهندسة البيئية
تختص بالمجهودات التي تمنع تلوث الهواء والماء والتربة والتلوث بالضجيج وتتحكم فيها. ويطور المهندسون البيئيون المعدات لقياس مستويات التلوث، ويقومون بإجراء التجارب لتقدير تأثيرات أنواع الملوثات المختلفة. كما يطورون أيضاً التقنيات لحماية الأرض من التلوث.
الهندسة الزراعية
تتناول تصميم مباني المزرعة والآلات الزراعية وكبح التعرية والري ومشروعات صيانة الأرض. ويختص المهندسون الزراعيون أيضاً بمعالجة ونقل وخزن المنتجات الزراعية.
الهندسة الصناعية
تطبق أساليب التحليل الهندسي في إنتاج البضائع والخدمات. ويُقدّر المهندسون الصناعيون أكثر الطرق اقتصاداً وكفاءة للمنشأة بالنسبة لاستخدمات الناس والآلات والمواد. وقد يختار المهندس الصناعي موقع المنشأة أو المكاتب، ويُقدّر احتياجات الموظفين، ويختار المعدات والآلات، ويخطط ساحات العمل، ويخطط مراحل العمليات. كذلك يُطور المهندسون الصناعيون برامج التدريب وتقويم الوظيفة ويعدّون مواصفات الأداء، ويساعدون في تقدير الأجور ومنافع المستخدمين. كما أنهم يعملون على حل مشاكل مثل التكاليف المرتفعة والإنتاج المنخفض ونوعية المنتج الرديئة.
الهندسة الكهربائية
تختص بتطوير وإنتاج واختبار الأجهزة والمعدات الكهربائية والإلكترونية. وتتضمن هذه المعدات؛ المولدات التي تدار بالقوى المائية والفحم الحجري والنفط والوقود النووي، وشبكات نقل الكهرباء والمحولات. وكذلك يطورون نظم الإشعال المستخدمة في محركات السيارات والطائرات والمحركات الأخرى. كما يعملون على تحسين الأجهزة الكهربائية مثل مكيفات الهواء وأجهزة إعداد الأغذاية والمكانس الكهربائية.
ويُطلق على المهندسين الكهربائيين الذين يتخصصون في المعدات الإلكترونية اسم مهندسي الإلكترونيات. ويؤدي مهندسو الإلكترونيات دوراً أساسياً في إنتاج أقمار الاتصالات الصناعية والحواسيب والروبوتات الصناعية والأجهزة الطبية والعلمية ونظم التحكم في القذائف والرادار والراديو وأجهزة التلفاز. ويطور بعض المهندسين في مجال الإلكترونيات الخطط الرئيسية لأجزاء ووصلات الدوائر المدمجة المصغرة جداً التي تحكم الإشارات الكهربائية في معظم الأجهزة الإلكترونية. ويقوم كثير من مهندسي الإلكترونيات بتصميم وبناء وبرمجة أنظمة الحاسوب المعقدة لتؤدي مهامَّ خاصة. ويعتبر الاتصال عن بُعد، وإرسال واستقبال الرسائل عبر المسافات الطويلة، تخصصاً آخر كبيراً من تخصصات الهندسة الإلكترونية.
الهندسة الكيميائية
تختص بمعالجة المواد الكيميائية والمنتجات الكيميائية بكميات تجارية كبيرة لاستخدامات الصناعة والمستهلك. ويختص المهندسون الكيميائيون بالعمليات الكيميائية التي تحول المواد الخام إلى منتجات نافعة. وهم يخططون ويصممون ويساعدون في تشييد المصانع والمعدات الكيميائية ويعملون لتطوير وسائل إنتاج فَعَّالة واقتصادية. ويعمل المهندسون الكيميائيون أيضاً في صناعات مثل صناعة أدوات الزينة والأدوية والمفرقعات والأسمدة والمنتجات الغذائية والوقود والبلاستيك والصابون.
الهندسة المدنية
أقدم فروع الهندسية الرئيسية. وتتضمن التصميم والإشراف على تنفيذ المشروعات الإنشائية الكبرى مثل الجسور والقنوات والسدود والأنفاق ونظم الإمداد بالمياه.
الهندسة الميكانيكية
تشمل إنتاج القدرة الميكانيكية ونقلها واستخدامها. يصمم المهندسون الميكانيكيون كافة أنواع الآلات ويشغلونها ويختبرونها. وهم يطورون ويبنون المحركات التي تولد القدرة من البخار والنفط والوقود النووي ومصادر أخرى للطاقة. ويطورون ويبنون أيضاً أنواعاً كثيرة من الآلات التي تستخدم القدرة، متضمنة معدات التدفئة والتهوية والسيارات وعُدَد الآلات ومعدات العمليات الصناعية. ويشترك المهندسون الميكانيكيون في أية مرحلة من مراحل تطوير الآلات: من إنشاء النموذج التجريبي، إلى تركيب الآلة تامة الصنع، وتدريب العمال الذين يستخدمونها.
الهندسة النووية
تختص بإنتاج واستخدام الطاقة النووية واستخدامات الطاقة الإشعاعية والمواد المشعة. ويصمم معظم المهندسين النوويين محطات القدرة النووية التي تولد الكهرباء، ويقومون بتشييدها وتشغيلها. وهم يتناولون كل مرحلة من مراحل إنتاج الطاقة النووية: من معالجة الوقود النووي إلى التخلص من النفايات المشعة الناتجة عن المفاعلات النووية. ويعملون أيضاً على تحسين وتطبيق معايير الأمان، وتطوير أنواع جديدة من نظم الطاقة النووية.
كما يقوم المهندسون النوويون ببناء وتصميم المحركات النووية للسفن والغواصات والمركبات الفضائية. ويطورون الاستخدامات الصناعية والطبية والعلمية للطاقة الإشعاعية والمواد المشعّة. ويتخصص بعض المهندسين النوويين في تصميم وتشييد مُعجلات الجُسيمات، تلك الأجهزة التي تستخدم في الدراسات العلمية للذرة وفي إيجاد عناصر جديدة. كما يتخصص مهندسون نوويون آخرون في تطوير الأسلحة النووية. ويؤدي المهندسون النوويون أيضاً دوراً في تطوير المصادر المشعّة والكاشفات ومعدات حجب الإشعاع. وغالباً ما يتداخل عمل المهندسين النوويين مع عمل المهندسين الكهربائيين والبيئيين والميكانيكيين ومهندسي المواد.
الهندسة الطبية الحيوية
تطبق التقنيات الهندسية على المعضلات المتعلقة بالصحة. ويطور مهندسو الطب الحيوي الوسائل المساعدة للصُّمِّ والعُمْي. كما أنهم يتعاونون مع الأطباء والجراحين لتصميم الأطراف والأعضاء الاصطناعية والوسائل والآلات الأخرى التي تساعد أو تعوض الأجزاء المريضة أوالتالفة من الجسم. كما يساعد مهندسو الطب الحيوي في إنتاج أنواع كثيرة من العُدَد الطبية، بدءاً من أجهزة قياس ضغط الدم ومعدل النبض إلى الجراحة بالليزر. ويتخصص بعض مهندسي الطب الحيوي في برمجة نظم الحاسوب التي تبين صحة المريض أو تحلل مُعطيات طبية معقدة. كما يتعاون غيرهم مع معماريين وأطباء وممرضات وغيرهم من المختصين في تصميم المستشفيات والمراكز الصحية الاجتماعية.
وعند اختيار مواد الوسائل المساعدة والأعضاء الاصطناعية، يجب أن يفهم مهندسو الطب الحيوي الخواص الفيزيائية والكيميائية للمواد، وكيفية تفاعلها معاً ومع الجسم أيضاً. ويتركز أحد المجالات الرئيسية في أبحاث الهندسة الطبية الحيوية، على تطوير مواد لا يمكن للجسم أن يطردها وتكون بمثابة أجزاء غريبة.
هندسة النقل
تتضمن المجهودات المبذولة لجعل النقل أكثر أماناً وأكثر اقتصاداً وأكثر كفاءة. ويصمم المهندسون في هذا المجال جميع أنواع وسائل النقل ويطورون السبل الميسرة المرتبطة للحد من مشاكل المرور.
هندسة الفضاء الجوي
تتضمن تصميم الطائرات التجارية والعسكرية وإنتاجها وصيانتها. ويؤدي مهندسو الفضاء كذلك دوراً أساسياً في إنتاج وتجميع القذائف الموجهة وجميع طرز السفن الفضائية. ويساعد مهندسو الفضاء الجوي في بناء الأنفاق الهوائية ومعدات الاختبار الأخرى التي يستخدمونها في إجراء التجارب على السفن المقترحة، لتقدير أدائها واتزانها وطرق التحكم فيها تحت ظروف الطيران المختلفة. وتتراوح أبحاث الفضاء الجوي بين المجهودات اللازمة لتصميم طائرة تجارية تكون أهدأ وأكثر اقتصاداً في الوقود، والبحث عن مواد جديدة يمكنها تحمل مستويات الإشعاع العالية ودرجات الحرارة القصوى للطيران في الفضاء.
هندسة المحيطات
تتناول تصميم وإقامة جميع أنواع المعدات المستخدمة في المحيطات. ويشمل نَتاج مهندسي المحيطات تجهيزات الزيت وغيرها من المنشآت البعيدة عن الشاطىء ومعدات البحث البحرية، ونظم كواسر الأمواج المستخدمة في منع تعرية الشواطىء.
هندسة المواد
تتعامل مع تركيب المواد المختلفة وإنتاجها واستخداماتها واستخدامات المواد المختلفة. ويعمل مهندسو المواد بالمواد الفلزية وغير الفلزية. ويحاولون تحسين المواد الموجودة ويطورون استخدامات جديدة لها، بالإضافة إلى تطوير مواد جديدة لتفي بمتطلبات معينة. وتُعتبر هندسة المناجم وهندسة التعدين فرعين رئيسيين من هندسة المواد. ويعمل مهندسو المناجم بالتعاون مع الجُيُولوجين لتحديد أماكن ترسبات المعادن وتخمين كمياتها. ويقررون كيفية استخراج الخام من الأرض ما أمكن بأرخص الطرق وأكثرها كفاءة. ويجب على مهندسي المناجم أن يعرفوا أساسيات الهندسة المدنية والميكانيكية والكهربائية وذلك لتصميم الأنفاق وتهوية المناجم واختيار الآلات الخاصة بالمناجم. وتعالج هندسة التعدين فصل الفلزات من خاماتها وتجهيزها للاستخدام. ويقوم مهندسو التعدين الاستخلاصي بفصل الفلزات من خاماتها وتنقيتها. ويطور مهندسو التعدين الفيزيائي طرقاً لتحويل الفلزات النقية إلى منتجات نهائية يستفاد بها.
هندسة النسيج
تختص بالآلات والعمليات المستخدمة في إنتاج كل من الألياف والأقمشة الطبيعية والاصطناعية. ويعمل مهندسو هذا المجال أيضاً في تطوير منسوجات جديدة ومحسنّة.
هندسة الصوت
تختص بالصوت. ويتضمن عمل مهندسي الصوت تصميم المباني والغرف لجعلها هادئة، وتهيئة الظروف للاستماع للحديث والموسيقى في قاعات الاستماع والصالات، وتطوير التقنيات والمواد الماصة للصوت لتخفيض التلوث الضجيجي.
تكنولوجيا الاتصال الحديثة
N.C.T. New Communication Technology
ليس هناك تعريف محدد لعبارة «تكنولوجيا الاتصال الحديثة» رغم ذيوع استخدامها، غير أن مدلولها أصبح ينصب على الوسائل الإلكترونية المستخدمة في الإنتاج والتسجيل الكهرومغنطيسي (الكاسيت الصوتي والفيديو) واسطوانات الليزر، والبث الإذاعي والتلفزيوني، الذي تُوِّج باستخدام الشبكات الفضائية، وشبكات الميكروويف المعتمدة على الترددات عالية القدرة VHF وفائقة القدرة UHF، والشبكات الأرضية التي تستخدم الألياف الضوئية O.F. ذات الكفاءة العالية في حمل العديد من البرامج التفزيونية والإذاعية والمعلومات، هذا بالإضافة إلى استخدام الحاسوب (الكومبيوتر) وما يتصل به من تقنيات.
على أن كلمة «حديثة» في تعريف تكنولوجيا الاتصال، تحمل قدرا كبيراً من النسبية، فهي تتوقف في الدرجة الأولى على مدى تطور المجتمع وأخذه بالأساليب الحديثة في الإنتاج. فما يعتبر من التقنيات التقليدية في المجتمعات المتقدمة، قد يعتبر حديثاً في مجتمعات أقل تقدماً. كما أن النسبية تمتد إلى المرحلة الزمنية من مراحل تطور المجتمع. فما يعتبر حديثاً اليوم، سوف يصبح تقليديا في مرحلة تاريخية تالية، كما يتوقف الأمر كذلك على التقدم الصناعي في انتاج تكنولوجيا الاتصال، وهو تقدم يسير بسرعة كبيرة، فقد تتوقف الصناعة في مرحلة معينة بحكم التطور، عن إنتاج بعض التكنولوجيات الاتصالية التي كانت سائدة في هذه المرحلة، وتقدم بدائلها الأكثر تطوراً، وتترك الأولى للزوال، بحكم عدم توفر مستلزمات تشغيلها.
وتتيح التكنولوجيات الاتصالية الحديثة إمكلانات كبيرة لزيادة حجم إنتاج المواد الإعلامية والثقافية المرئية والمسموعة والمطبوعة، وتبادلها بين الأقطار العربية، ومع الخارج. كما تتيح فرصاً واسعة لاستخدامها للأغراض التعليمية سواء بالنسبة للتعليم النظامي أو التعليم خارج المدرسة. على أنه في الجانب الآخر، أدى استخدام هذه التكنولوجيا المتقدمة إلى زيادة حجم تدفق المواد الإعلامية والتثقافية من الخارج مما يمكن أن يهدد الهوية الثقافية العربية الإسلامية.
هندسة النفط (البترول)
تختص بإنتاج وخزن ونقل النفط والغاز الطبيعي. ويحدد مهندسو النفط مواقع الرواسب الزيتية والغازية ويحاولون تطوير وسائل تكون أكثر كفاءة للتنقيب والاستخلاص.
تكرير البترول
يتكون البترول من خليط من عدد من الهدروكربونات التي تختلف في طبيعتها وفي خواصها. ولا يمكن استخدام البرتول الخام بحالته التي يستخرج بها من الأرض، بل يجب فصل مكوناته المختلفة وتنقيتها لاستخدام كل منها في غرض من الأغراض، وتعرف هذه العملية بعملية التكرير. ولا يمكن فصل كل هدروكربون من مكونات الزيت الخام على حدة؛ لأن درجات غليان هذه الهدروكربونات متقاربة إلى حد كبير، ولذلك يتم فصل مكونات البترول على هيئة «قطفات» أو أجزاء يغلى كلٌّ منها بين حدّيْن متقاربين من درجات الحرارة، أي بين 100 و150°م مثلاً، وتعرف هذه الطريقة باسم «التقطير التجزيئي». وقد كانت المقطرات الوسطى، قبل عام 1900، هي أهم مقطرات البترول، وكانت تعرف باسم الكيروسين أو البرافين، واستخدمت أساساً في الإنارة، أما المقطرات الخفيفة فقد كانت تحير القائمين على عمليات التقطير؛ فلم تكن هناك حاجة إليها ولم يكونوا يعرفون كيف يتخلصون منها، بل كانوا يعيدونها إلى باطن الأرض في بعض الأحيان. وقد تغير الوضع في مستهل القرن العشرين عندما بدأ استعمال محركات الاحتراق الداخلي، فزاد الطلب على المقطرات الخفيفة، وقل الاعتماد على الكيروسين بعد استخدام الكهرباء.
ويشبه معمل تكرير البترول غابة من الأبراج والخزانات التي تتم فيها عملية التقطير التجزيئي بشكل مستمر؛ فيدخل الزيت الخام في بداية خط التكرير وتخرج المقطرات المطلوبة من نهايته، وبذلك يمكن تكرير آلاف الأطنان من الزيت الخام في اليوم. ويتم أولاً فصل الزيت عن الماء الملح في حقل البترول ثم يفصل ما به من غازات قبل إدخاله إلى أجهزة التقطير، وتُضَمّ هذه الغازات إلى غيراها من الغازات الهدروكربونية لاستعمالها في أغراض أخرى. ويسخن الزيت الخام أولاً بإمراره في أنابيب حلزونية في أفران خاصة حتى ترتفع درجة حرارته إلى 400 ـ 450°م، ثم يدفع خليط السائل والبخار الناتج إلى الجزء الأسفل من برج أو عمود التجزئة. وبرج التجزئة عبارة عن عمود من الصلب أو أسطوانة طويلة تقف في وضع رأسي، وقد يصل ارتفاعها إلى نحو ثلاثين متراً. ويحتوي البرج على عدد من الرفوف المعدنية، ويوجد بكل رف فتحات خاصة تسمح بمرور أبخرة المواد المتطايرة خلالها لتصعد إلى الرفوف الأعلى منها، على حين تتكثف السوائل الأقل تطايراً على سطوحها وترتد إلى الرفوف الواقعة أسفل منها. ويسمح هذا الترتيب لأبخرة المواد المتطايرة بالصعود إلى قمة البرج، بينما تتجمع أبخرة السوائل ذات درجات الغليان المتوسطة على الرفوف الواقعة في منتصف البرج، أما السوائل ذات درجات الغليان المرتفعة فتتجمع بالقرب من قاعدة البرج، وبذلك يمكن الحصول على عدة مقطرات تختلف فيما بينها في درجات غليانها؛ فيفصل الجازولين من قمة البرج، ويفصل الكيروسين من الجزء الواقع أسفل قمة البرج، ثم يلي ذلك المنطقة الوسطى التي تُفصل منها زيوت الوقود، أما المخلقات الثقيلة فتخرج من الجزء الأسفل للبرج. ويتم تقطير هذه الزيوت الثقيلة بعد ذلك تحت ضغط مخلخل حتى لا تتفحم بالحرارة وتفصل منها زيوت التشحيم وشمع البرافين. أما المخلفات الثقيلة فتعامل معاملة خاصة وينتج منها الأسفلت والبتيومين والكوك.
تنقية مقطرات البترول
تحتوى مقطرات البترول في أغلب الأحيان على بعض الشوائب مثل المركبات غير المشبعة والمركبات الأروماتية وبعض مركبات الكبريت. ويجب التخلص من هذه الشوائب قبل استعمال هذه المقطرات لأنها تسبب كثيراً من الضرر للآلات والمعدات التي تستخدم فيها هذه المقطرات، فالمواد غير المشبعة إن تركت في الجازولين، تعطى عند احتراقه في محركات السيارات، مواد صمغية تسد مسالك «الكاربوراتير» وتفسد العمل المنتظم للمحرك. كذلك تتحول مركبات الكبريت عند احتراق الوقود، إلى أكاسيد الكبريت التي تتحول مركبات الكبريت عند احتراق الوقود، إلى أكاسيد الكبريت التي تتحول بدورها في وجود بخار الماء إلى حمض الكبريتيك الذي يسبب تلف المحرك وتآكله. وتتم إزالة المركبات غير المشبعة والمركبات الأرومانية من الكبروسين ومن بعض زيوت التشحيم برجِّها مع حمض الكبريتيك بواسطة الهواء المضغوط، أو برجها من ثاني أكسيد الكبريت المسال تحت الضغط بطريقة «أديليانو». وتذوب المواد غير المشبعة والمواد الأروماتية في طبقة الحمض التي تفصل بعد ذلك، ثم يغسل الزيت الهدروكربوني بالماء ويعاد تقطيره. أما شوائب الكبريت فيمكن إزالتها برجَّ المقطرات مع بعض المواد الكيميائية، مثل هدروكسيد الصوديوم أو بلمبيت الصوديوم، أو كلوريد النحاس، وتعرف هذه العملية باسم «التحلية» «Sweetening» وتُزَال المواد الأسفلتية من زيوت التشحيم بواسطة غاز البروبان المسال تحت الضغط، كما تزال منها الشموع بواسطة مذيبات أخرى مثل «الفرفورال» أو «مثيل إثيل كيتون». وهناك مواصفات دولية تحدد نسب هذه الشوائب في مختلف المقطرات قبل أن تصبح صالحة للاستعمال.