آینده‌نگری دیزل موتورها و تأثیرات آنها بر محیط زیست و مخابرات دریایی

به گزارش سایت کشتی‌داران، از گذشته­‌های دور دریا یکی از مهم­ترین منابع بشر از لحاظ منابع زیر زمینی، غذایی و پروتینی بوده و در حال حاضر بیشترین بهره برداری از آن حمل و نقل دریایی می­باشد. امروز تلاش انسان به جایی رسیده است که با استفاده از فناوری­های پیشرفته علم الکترونیک قادر به ساخت کشتی­های تمام الکترونیک شده که با آن در آینده نزدیک می­توان در امن­ترین شرایط ممکن کالا را به سلامت به مقصد رساند. علی­رغم پیشرفت­های تکنولوژی و استفاده از وسایل و دستگاه­های ناوبری و کمک ناوبری و تجهیزات جدید درکشتی­ها بسیاری از حوادث همچنان پا برجا است. در حال حاضر با توجه به رشد سریع اقتصادی دریا و ساخت انواع کشتی­های جدید همچنان نیاز به ارتقاء امنیت در کشتی­ها وجود دارد. در این پژوهش سعی شده است که مسائل و مشکلات زیست محیطی که دیزل موتورها برای دریا و ارتباطات دریایی ایجاد می­کنند، بیان شود. همچنین سعی شده است که منابع آلودگی دریا به مختصر بیان شود. به هر حال با توجه به رشد سریع اقتصادی و رشد تولید ناخالص ملی کم کم و به مرور شاهد خواهیم بود که اقتصاد دریا به حالت ایده­آل خود برسد. همین عامل باعث نگرانی در خصوص مسائل زیست محیطی که در دریا باعث تولید آلاینده­ها، گازهای ناشی از Co₂، گوگرد و ریز گردهای که توسط کشتی­ها به جو و محیط­زیست تحمیل می­شوند، شده است. پیش­بینی می­شود تا سال 2025 انجمن­ها، کمپین­ها و سازمان­های بین­المللی شرایط و استانداردهای ویژه­ای برای ساخت کشتی­ها و موتورهای دیزلی وضع شوند که تمام سازندگان از ان تبعیت کنند. اغلب کشورها علاوه بر استاندارد های سازمان بین­المللی دریانوردی، برای ورود کشتی­ها به آبهای سرزمینی کشور شرایط و استانداردهای ویژه­ای تدوین کرده­اند. انتظار می­رود در سال­های نه چندان دور با توجه به پیشرفت و مزایای الکتروموتورها، دیزل موتورها جای خود را به الکتروموتورها بدهند که این مهم باعث کاهش چشمگیر آلودگی دریا و محیط­زیست خواهد شد.

دیزل موتورها و تأثیرات آنها بر محیط زیست و مخابرات دریایی

واژه‌های كليدی:

حفظ محیط­زیست، محیط­زیست دریایی، مخابرات دریایی، صنعت کشتیرانی

مقدمه بر دیزیل موتورهای دیزلی

در اوایل قرن هجدهم میلادی مردم می­اندیشیدند که با توجه به گستردگی دریا آلودگی دریا غیرممکن یا دیر اتفاق می­افتد و خطری متوجه محیط زیست دریا و جانداران دریایی نیست بنابراین پساب­ها ، فاضلاب و زباله­های خود را به دریا رها می­کردند. تا اوایل نیمه دوم قرن بیستم میلادی بدون در نظر گرفتن اثرات زیانبار بر محیط زیست ضایعات نفتی و غیر نفتی کشتی­ها به دریا ریخته می­شد. با اجرای کنواسیون مارپٌل و مقررات وابسته، آلودگی دریا به طور چشمگیری کاهش پیدا کرد. زیرا هدف اصلی مارپل حذف کامل آلودگی عمدی محیط­زیست دریا با نفت و سایر مواد خطرناک و به حداقل رساندن آلودگی غیرعمدی به وسیله مواد شمیایی و فاضلاب­ها می­باشد.

پس از ساخت دیزل موتورها و ورود آنها به پهنا بیکران دریا به دلیل تولید بیش از انتظار، همین عامل باعث آلودگی زیاد دریا و جو شد تا جایی که لایه اوزون در معرض خطر قرار گرفت. با یک مقایسه ساده می­توان دریافت که طی صد سال گذشته تعداد کشتی­های اقیانوس پیما به 103.393 فروند رسیده و میانگین تناژ کشتی­ها از 1379 تن به 9266 تن و تناژ کل ناوگان تجاری از 41 میلیون 449 هزارو 767 تن به 957 میلیون 982 هزارو 304 تن (یعنی حدود 25 برابر) افزایش یافته است[1].

 منابع آلودگی دریا

مواد غذایی، رسوبات، پاتوژن­ها، سموم ماندگار دائمی، نفت، پلاستیک، حرارت، مواد رادیواکتیو و در نهایت ارتعاشات و صدایی ناهنجار، می­توان گفت که خطرناک­ترین این آلودگی­ها نفت و مشتقاتش و مواد رادیو اکتیو می­باشند.

آلودگی­های ناشی از کشتی­ها را می­توان چنین بیان کرد: ذرات معلق، اکسیدهای گوگرد و نیتروژن، گازهای مخرب گلخانه­ای، اوراق کردن کشتی­ها، سیستم ضدخزه و رنگ بدنه، نفت و موادشمیایی و مجموعه ضایعات روغنی، ضایعات جامد، آشغال و آب شستشو، صداهای ناهنجار زیر آبی، آب تعادل، آلودگی نفتی که مهمترین آلودگی دریا است می­تواند ناشی از تصادم کشتی­ها باشد، آتش گرفتن کشتی و به گل نشستن کشتی­ها بنا به هر دلیلی، تخلیه مواد نفتی و ضایعات توسط پمپ خن، نشت هنگام سوختگیری باعث آلودگی دریاها خواهند شد.

این عوامل همه به نوبه خود باعث آلودگی محیط­زیست و باعث به خطر افتادن زیستگاه جانداران دریایی می­شوند، به  هر حال دریا جز جدایی ناپذیر زندگی ما است که اگر در آینده نزدیک به فکر راه چاره­ای نباشیم، زندگی بشر به مخاطره می­افتد.

دیزل موتورها و تأثیرات آن بر محیط زیست

قبل از هر چیز می­بایست اطلاعاتی در مورد این موتورها داشته باشیم و اساس کار انها را بدانیم. موتور دیزل گونه‌ای موتور درون­سوز است که در آن از چرخه دیزل برای ایجاد حرکت استفاده می‌شود. فرق اصلی آن با دیگر موتورها استفاده از احتراق در اثر تراکم است. احتراق در موتور های دیزلی، تبخیر سوخت، مخلوط شدن هوا و سوخت، مخلوط شدن گازهای سوخته و ناسوخته به طور همزمان، این عوامل همگی باعث انتشار گاز هیدروکربن در موتورهای دیزلی می­باشند. فرایند احتراق در این موتورهای درون­سوز به چهار مرحله زیر تقسیم می­شوند:

• تأخیر در اشتعال
• پیش مخلوط یا فاز احتراق سریع
• فاز احتراق کنترل شده
• فاز تاخیر احتراق

گازهای خروجی از دیزل موتورها معمولاً نیتروژن، اکسیژن، دی اکسید کربن، بخار آب به میزان زیاد و از مقدار کمی منو اکسید کربن، اکسید سولفور و نیتروژن که مقدار کمی از آن با هیدروکربن ناسوخته ترکیب شده، تشکیل می­شوند. به این گازها همراه با گاز کربنیک، گازهای گروه دوم اطلاق می­گردد، که برای سلامتی انسان بسیار خطرناک بوده و باعث آلودگی محیط­زیست می­شوند[2].

کنترل گازهای منتشر شده از اگزوز موتورهای اصلی کشتی­ها و موتورهای جانبی دیزلی(مولد برق) به ویژه گاز اکسید نیتروژن یکی از مهم­ترین عوامل در طراحی و ساخت کشتی و طراحی بهینه موتورهای دیزلی می­باشد. این گاز ها متأسفانه هم باعث آلودگی هوا و اسیدی شدن خاک می­گردند. در این زمینه قوانین و مقرراتی توسط سازمان بین­المللی دریانوردی و کمیته حفاظت از محیط­زیست جهانی وضع شده است که تولیدکنندگان را ملزم به استانداردهای ویژه می­کنند. در جدول 1 ترکیبات گاز های اگزوز موتور دیزلی با مشخصات ذکر شده است.

جدول 1: ترکیبات گازهای اگزوز موتور دیزلی

ذرات منتشر شده در گازهای اگزوز موتورهای دیزلی از عوامل زیر بوجود می­آیند:

• از به هم چسبیدگی ذرات خیلی ریز نفت نیمه سوخته
• میزان خاکستر ناشی از سوخت موتور و روغن سیلندر
• روغن­های نیمه سوخته
• پوسته­های رسوبی سیستم محفظه احتراق یا اگزوز
• در حقیقت گازهای منتشر شده از اگزوز دیزل موتورهای دریایی اختلاف بسیار زیادی با گازهای منتشر شده از سیگار ندارد، یک سیگار می­تواند مقدار قابل توجهی گاز منو اکسید کربن تولید کند[2].

 آلودگی ناشی از صوت و ارتعاشات در کشتی

دو موضوع بسیار مهم که قابل بحث می­باشد و در آینده بر روی این موضوعات باید تلاش کرد عبارت است از: صداهای ناهنجار یا نویز و ارتعاشات تخریبی بیش از حد مجاز، با توجه به اینکه این دو موضوع کاملاً به یکدیگر مرتبط می­باشند و ارتباطی مستقیم و تنگاتنگی دارند، در این پژوهش تا جایی که امکان داشته این موضوع را مورد بررسی قرار داده­ایم و در ادامه راهکارهایی برای حل این معضلات بیان شده است .

با توجه به اینکه کشتی محیطی بسیار کوچک بوده و کارکنان در شرایطی سخت مشغول به کار می­باشند، باید تا جایی که امکان پذیر است اینگونه موارد را حل کرد. مشکل صوت به راحتی قابل حل می­باشد، یعنی می­توان میزان صدا را تقلیل داد آن هم با طراحی بهینه و صحیح کشتی در حین ساخت، در حالت کلی صوت عامل مخربی برای مکانیزم و ساخت کشتی نمی­باشد، بلکه بر روی افراد و خدمه تأثیر مستقیم خواهد گذاشت. صدای ناهنجار موجود در کشتی از دو منبع اصلی نشأت می­گیرد: پروانه و موتور اصلی و ماشین آلات فرعی. در مطالعات جدید و ساخت کشتی­ها کم مصرف و سبک مشکل صوت کمی افزایش یافته است و این یک نقطه ضعف برای قایق­ها و کشتی­های تندرو محسوب می­شود. مواد سبک­تر و ضخامت کمتر شده است و این عایق بندی صدا را کاهش می­دهد و باعث انتشار صدا می­گردد. البته نم­یتوان گفت که کشتی­های سبک­تر یعنی صدای بیشتر و باز هم در این مرحله با طراحی دقیق می­توان صدا را تا حد چشمگیری کاهش داد. نکته مهم و قابل توجه اینکه امواج و جریان­های رو آبی و زیر آبی نیز تأثیرات منفی در ارتعاشات کشتی دارند. تکنیک­هایی برای کم کردن اثر صوت در کشتی­ها وجود دارد که در زیر به چند نمونه از آنها اشاره می­شود:

• غیر قابل نفوذ کردن مجاری انتقال صوت توسط اشیاء دینامیکی و یا الکترونیکی
• استفاده از پوشش­های ارتجاعی برای عرشه
• استفاده از مواد جذب کننده پانل­های تشدید کننده صدا
• استفاده از ورودی­های دو در و کاهش مجاری فرعی
• قابل تذکر است که این تکنیک­ها را می­توان به صورت ترکیبی و یا به صورت جداگانه استفاده کرد، همانطور که گفته شد می­توان در مرحله طراحی و ساخت بر بسیاری از صداها غلبه کرد.

به دلیل هزینه­های کم در طراحی و جنبه­های عملیاتی آن وجود مشکلات و ارتعاشات در کشتی اجتناب ناپذیر بوده و حتی در بسیاری از موارد رو به افزایش است. عوامل بسیاری باعث ایجاد ارتعاشات درکشتی می­شوند اما در اینجا به چند عامل اصلی اشاره شده است:

• سازه سبک بدنه و در نتیجه استحکام کمتر ان در برابر صوت و ارتعاشات
• قرار گرفتن محل زندگی خدمه در محدوه پروانه و موتور اصلی برای وضعیت مطلوب بهینه بارچینی و یا برای داشتن حداکثر بازشدگی عرشه برای کشتی کانتینربر
• سرعت رانش زیاد برای رسیدن به سرویس­دهی بازرگانی بالا
• استفاده از موتورهای دیزلی کم سرعت
• افزایش راندمان رانش با نصب پروانه­های با قطر بزرگتر و در نتیجه کاهش فاصله نوک پره با بدنه

 دسته بندی ماشین آلاتی که در کشتی ایجاد ارتعاش می­کنند

ماشین­آلاتی که در کشتی باعث ایجاد ارتعاش می­شوند تعداد آنها کم نیست و می­توان گفت اکثر دستگاه­ها و ماشین­آلاتی که این چند پارامتر زیر را دارا می­باشند باعث ایجاد ارتعاش می­شوند: ماشین آلاتی که به صورت دورانی کار می­کنند، ماشین آلاتی که به صورت خطی یا رفت و برگشتی کار می­کنند و یا همچنین دستگاه­های مولد برق، توربو شارژهای موتورهای دیزلی، کمپرسورهای خطی، تجهیزات جعبه دنده سیستم رانش، اجزا و تمام ارکان یاتاقان­های موجود در ماشین آلات، سیستم­های لوله­کشی، تجهیزات کنترل و ابزار دقیق موجود در کشتی، ایجاد گرداب­های مایعات از طریق نقل و انتقال مایعات و در نهایت عامل اصلی و مهم موتور اصلی و ماشین آلاتی که در این ردیف کار می­کنند. ارتعاشات در زمانی که در شرایط غیر قابل کنترل گردند تشدید می­گویند و برای سلامتی کارکنان کشتی مضر و خطرناک می­باشد.

ورود پسماندهای هسته­ای به آب دریا و اثرات آنها

همانطور که در مقدمه بیان شد دو عامل اصلی آلودگی دریا نفت و پسماندهای هسته ای بود. آلودگی مواد رادیو اکتیو ممکن است از طریق آب دریا توسط: زیردریایی­های اتمی، ضایعات صنعتی سازمان­های انرژی اتمی صورت گیرد. این ضایعات به صورت ذرات معلق و رسوبات وارد آب دریا و زنجیره غذایی جانوران می­شوند و باعث ایجاد اختلال در سیستم بدن انسان شده و در نهایت ممکن است منجر به تشکیل بافت­های سرطانی گردند. برخورد با موارد اضطراری در چنین تأسیساتی نیز بسیار با اهمیت می­باشد تا از هر نوع فاجعه احتمالی جلوگیری شود. از نشت و سرازیرشدن هر نوع آلاینده­ای به دریا، می­بایست بطور جدی جلوگیری شود، زیرا در صورت آلوده شدن دریا، عواقب آن بسیار ناگوارتر از عواقب هر نوع آلودگی رادیواکتیو در خشکی می­باشد. گرچه ریزه­ها و آلاینده­های چرنوبیل به همراه تغییرات جوی جابجا شد ولی آبهای آلوده به سرعت بیشتری و در مقیاس وسیع تری جابجا شده و غیر قابل کنترل می­باشند. اکثر تأسیسات هسته­ای در کنار دریا و یا در مجاورت آب فراوان می­باشند، لذا درصورت تخلیه ضایعات و یا خروجی تأسیسات خسارات جبران ناپذیری به انسان و محیط زیست وارد می­شود که تنها با مدیریت صحیح و دقیق می­توان از چنین رخدادهای جلوگیری کرده و یا آنها را به حداقل رساند. از جمله رخدادها و فجایع هسته­ای می­توان به چرنوبیل (اوکراین) و فوکوشیما (دان چی-ژاپن) نام برد.

 گازهای گلخانه­ای (GHG)

دی اکسید کربن ناشی از سوخت نفت با مجموعه­ای گازهای موجود در هوا ترکیب شده و بر اثار این گازها می­افزاید، اما اثر این گازها از اثر گازهای دی اکسید کربنی که روزانه ناشی از سوخت زغال سنگ در نیروگاه­ها و ماشین­ها و … تولید می­شوند کمتر است. طبق آخرین آمارهای بین­المللی بیش از پنج میلیارد تن از این گازها در سال پخش می­شوند.

 لایه اوزون و دود

یکی از عناصر مهم و حیاتی در طبقه فوقانی جو اوزون می­باشد. لایه اوزون باعث فیلتر شدن پرتو ماوراء بنفش می­شود، زمانی که اسید هیدروکربن تحت تأثیر پرتو افتاب بر یکدیگر اثر می­گذارند اوزون تولید می­شود.

اولین نشانه آتش سوزی دود می­باشد. تأثیر دود به طور کلی بستگی به وضعیت هوا دارد، اگر هوا ابری باشد ممکن است به محیط­زیست خسارات فراوانی وارد کند، اما اگر هوا صاف باشد این دود می­تواند تا اتمسفر بالا برود. محققان معتقدند اگر این دود در اتمسفر و جو نفوذ کنند می­توانند به مدت سال­ها در آنجا باقی بمانند، جالب است بدانید تنها یک کیلوگرم دوده در هوا کافی است که بیشتر پرتو خورشید را در یک فضایی ده متر مکعبی کاملاً محو و بی­اثر کند.

روش­های پیشگیری برای کاهش آلاینده­های مخرب موتورهای دیزلی

• تزریق مستقیم آب که به صورت پاشش یا اموالسیون در سوخت صورت می­گیرد.
• استفاده از موتورهای مرطوب که با اضافه کردن بخار آب به داخل، هوای مورد نیاز احتراق باعث کاهش گازهای از خانواده نیتروژن می­گردد.
• گردش دوباره گازهای اگزوز، که بعد از عبور از فیلتر به داخل محفظه احتراق هدایت می­گردد. در حال حاضر در تکنولوژی جدیدی که محققان لابراتور ملی آمریکا درحال مطالعات و نمونه­سازی هستند، تکنولوژی بدست آوردن آب اشامیدنی توسط دود اگزوز است.
• استفاده از گاز مایع بجای سوخت دیزلی
• بهسازی موتور های درون سوز احتراقی
• استفاده از برق خشکی در زمانی که کشتی در حوضچه خشک بوده و زمانی که در اسکله منتظر تخلیه و بارگیری است.

 کنوانسیون بازل

این کنواسیون در سال 1989 و به صورت کنفراس بین­المللی در شهر بازل سوئیس توسط سازمان ملل متحد با هدف حفاظت سلامتی انسان و محیط زیست در برابر آثار مخرب ضایعات خطرناک تدوین و تصویب و در سال 1992 اجرایی شد. کنوانسیون بازل قوانین و مقررات مربوط به جابجایی برون مرزی ضایعات خطرناک و سایر ضایعات را کنترل کرده و تلاش می­کند مقررات مربوطه کاملاً اجرا شود. بر این اساس از کشورهای عضو  درخواست می­کند تا اطمینان حاصل کنند که جابجایی و امحاء چنین ضایعاتی با حداقل خسارت به انسان و محیط­زیست صورت می­گیرد. این کنوانسیون دارای 29 ماده و 9 الحاقیه می­باشد. براساس مفاد کنوانسیون بازل و در پی تشکیل کار گروهی متشکل از افراد متخصص در زمینه کشتی، کشتیرانی و محیط زیست، راهنمای مدیریت فنی و جلوگیری از آلودگی محیط­زیست ناشی از اوراق کردن کشتی تدوین شد و در نهایت در سال 2003 به منظور اجرایی شدن مورد تأیید قرار گرفت. هدف از این دستورالعمل، راهنمایی برای کشورهایی است که درگیر اوراق کردن کشتی می­باشند تا بتوانند تمامی مواردی که در زمینه اوراق کردن کشتی پیش می­آید را به طور کامل و یکپارچه مدیریت کنند تا هیچگونه صدمه و خسارتی به محیط­زیست وارد نشود. این راهنما مورد تأیید تمامی نهادهای بین­المللی از جمله سازمان جهانی کار، سازمان بین­المللی دریانوردی و سایرین که درگیر اوراق کردن کشتی، نیروی انسانی و محیط زیست هستند می­باشد و در واقع مکمل سایر قوانینی است که تاکنون در این زمینه تدوین، تصویب و اجرایی شده است[3].

کنوانسیون مارپل 78/1973

در سال 1973 سازمان بین­المللی دریانوردی، کنوانسیون بین­المللی جلوگیری از آلودگی محیط دریاها و منابع وابسته به آبهای بسته، رودخانه­های مشترک بین چندین کشور، دریاچه­ها و اقیانوس­ها را تصویب کرد. پنج سال بعد کنوانسیون مزبور با تصویب پروتکل الحاقی 1978 اصلاح شد که بعد از این با عنوان مارپل 78/73 شناخته و معروف شده است. این کنوانسیون با تمامی الحاقیه­ها، اصلاحیه­ها و سایر مقررات مربوطه و تلاش همه جانبه­ای که توسط کشورهای امضاء کننده آن اعمال می­شود توانسته است تا حدودی مشکل آلودگی دریا توسط کشتی­ها را حل کند و حمل و نقل دریایی را تحت ضوابط و مقررات خاصی در بیاورد. با اجرای این کنوانسیون تأسیسات و امکانات دریافت ضایعات نفتی در بنادر و ترمینال­ها ایجاد شده و فعالیت می­کنند. در ابتدای تصویب و شروع به کار کنوانسیون به دلیل مشکلات فنی و عوامل اجرایی باعث شد تا روند تأیید و الحاق کشورها به کندی انجام گیرد، اما به دنبال حوادث و اتفاقاتی که به ویژه برای نفت­کش­ها پیش آمد سازمان بین­المللی دریانوردی در سال 1978کنفرانسی در زمینه ایمنی نفتکش­ها و جلوگیری از آلودگی ترتیب داد که این کنفرانس مبنای تصویب پروتکل 1978 مارپل شد. مفاد این پروتکل باعث توسعه، تذکار و خط مشی­هایی در زمینه حل و فصل کردن مشکلات فنی و عوامل اجرایی شد و روند سرعت گرفتن کنوانسیون فراهم گردید. کنوانسیون مارپٌل 78/73 دارای 6 الحاقیه لازم الأجرا  به شرح زیر می­باشد، هرکشوری که عضویت مارپٌل 78/73 را امضا کند، به صورت قانونی به عضویت الحاقیه­های شماره 1 و2 نیز در می­آید اما عضویت در سایر الحاقیه­ها اختیاری می­باشد و هر وقت که یک کشور آن را امضاء کند از آن تاریخ به بعد برای آن کشور اجرایی می­شود:

• الحاقیه شماره 1، مربوط به مواد نفتی، الزام اجرا اکتبر 1983
• الحاقیه شماره 2، مربوط به مایعات مضر فله ای، الزام اجرا اکتبر 1978
• الحاقیه شماره 3، مربوط به مواد خطرناک بسته بندی شده، محموله­های کانتینری، مخازن قابل حمل و واگن­های مخزنی قطار یا جاده ای ، الزام اجرا ژوییه 1992
• الحاقیه شماره 4، مربوط به فاضلاب کشتی­ها، الزام اجرا سپتامبر 2003 (تا اکتبر 2009 تعداد 124کشور با 62/81 درصد کل تناژ کشتیرانی جهان عضو آن شده اند.)
• الحاقیه شماره 5، مربوط به زباله­های کشتی، الزام اجرا دسامبر 1988 (تا اکتبر 2009 تعداد 139 کشور با 18/97 درصد کل تناژ کشتیرانی جهان به عضویت آن درامده اند.)
• الحاقیه شماره 6، مربوط به جلوگیری از آلودگی هوا توسط کشتی­ها، الزام اجرا ماه مه 2005 میلادی

از زمان تصویب و به کار گیری مارپول 78/73 تاکنون، اصلاحیه­ها و الحاقیه­های بسیار زیادی در روند بهبود ان علاوه بر الحاقیه­های اصلی ششگانه مورد تأیید و تصویب قرار گرفته است و همچنان ادامه دارد. هر الحاقیه و یا اصلاحیه که ابتدا توسط کشورهای عضو این کنوانسیون پیشنهاد می­شود در کمیته حفاطت از محیط زیست دریایی سازمان بین­المللی دریانوردی مطرح و به تصویب می­رسد و سپس باید به تصویب گروه کنوانسیون مارپل رسیده تا به صورت قانونی عملیاتی و لازم الأجرا شود که الحاقیه اصلی ششگانه با اصلاحات و الحاقات بعدی نیز از این قاعده مستثنی نیستند. با توجه به پیچیدگی­های روز افزون آلودگی­های ناشی از حمل و نقل دریایی در تمام زمینه­ها، اعضاء سازمان بین­المللی دریانوردی در تلاش هستند تا از طرفی قوانین و مقررات مربوطه کامل تر و دقیق تر شده و از سوی دیگر با جدیت بیشتری به کار گرفته شوند[4].

 کنوانسیون میناماتا

کنوانسیون نحوه استفاده از فلز جیوه در برنامه­های محیط زیستی کشورها است که به کنوانسیون میناماتا مشهور است. عنصر جیوه در محیط­زیست و بر سلامتی تأثیرات مخربی داشته و در بسیاری از صنایع نیز کاربرد دارد. بنابراین به طور طبیعی نحوه استحصال، نگهداری و مصرف آن باید تابع مقررات باشد. کشور جمهوری اسلامی ایران عضو این کنوانسیون بین­المللی بوده و جز کشورهای متعهد و ملزم به رعایت مسائل زیست محیطی است. مورد دیگر اصلاحیه کنوانسیون بازل در مورد مواد و زباله­هایی است که در کشورها تولید می­شوند، بعنوان مثال برای مقابله با زباله­های اتمی، شیمیایی، عفونی، الکترونیک و … باید تمهیدات ویژه در نظر گرفته شود، بنابراین نحوه نگهداری، دفع و چگونگی بازیافت زباله­ها در این کنوانسیون آمده است[5].

 کنوانسیون هنگ کنگ 2009

درسال 2009 نمایندگان 63 کشور جهان در یک کنفرانس دیپلماتیک گرد هم آمدند و برای بازیافت ایمن و بدون آلودگی محیط­زیست کنوانسیون اوراق کردن کشتی را تصویب کردند. مبنای تهیه و تدوین این کنوانسیون، قوانین و مقررات سازمان ملل متحد، قوانین و مقررات سازمان جهانی کار، سازمان بین­المللی دریانوردی، برنامه اتحادیه اروپا برای کنترل و جابجایی و انتقال موادی که باعث آلوده کردن محیط­زیست می­شوند و با در نظر گرفتن مفاد کنوانسیون بازل در زمینه جابجایی و انتقال مواد خطرناک بوده، که قبل از تصویب این کنوانسیون برای مدت­ها نمایندگان سازمان جهانی کار، نمایندگان سازمان بین­المللی دریانوردی، گروه کاری کنوانسیون بازل و نمایندگان بسیاری از ارگان­ها و نهادهای بین­المللی، منطقه­ای و تشکل­های مردمی (تخصصی) درگیر تهیه پیش­نویس کنوانسیون بودند که در نهایت توانستند آن را در سال 2009 برای تصویب به کنفرانس هنگ­کنگ ارائه کنند. عنوان این کنوانسیون، “کنوانسیون بین المللی بازیافت (اوراق کردن) ایمن کشتی و بدون آلودگی محیط­زیست هنگ کنگ 2009” بوده و دارای 6 قطعنامه و 21 ماده قانونی و 25 بند اجرایی که شامل کلیات، الزامات برای کشتی­ها، الزامات برای امکانات و تجهیزات اوراق کردن کشتی­ها، الزامات گزارش­دهی برای انطباق با مقررات می­باشد، همچنین این کنوانسیون دارای هفت ضمیمه و شش چارچوب راهنمایی است که تعاریف، تفاسیر و روش­های برای موارد فنی که ممکن است در رابطه با کنوانسیون پیش بیاید را بتواند بر طرف کند[6].

کنوانسیون حمایت و توسعه محیط زیست دریایی (کویت)

کنوانسیون حمایت و توسعه محیط­زیست دریایی و نواحی ساحلی (خلیج فارس) در سال 57 شمسی و پروتکل (الحاقی) مبارزه با آلودگی ناشی از نفت وسایر مواد مضره در موارد اضطراری درسال 1978میلادی با در نظر گرفتن و رعایت کنوانسیون­های بین­المللی به پیشتازی و میزبانی کشور کویت و توسط کشورهای حوزه خلیج فارس تصویب و لازم الأجرا شد که همچنین به کنوانسیون منطقه­ای کویت و پروتکل الحاقی مربوطه معروف است. این کنوانسیون و پروتکل الحاقی آن برای جلوگیری از خطرات و مشکلاتی است که به دنبال اکتشاف، استخراج، جابجایی و پالایش نفت و مواد نفتی در خلیج فارس بوجود می­آید و تمامی اینها می­تواند برای سلامتی انسان، حیات شیلات، جانداران، جانوران و آبزیان تهدیدات و خطرات بزرگ و جبران ناپذیری را به همراه داشته باشد. لذا با توجه به خصوصیات ویژه و اکولوژیک محیط­زیست دریایی و آسیب پذیری خاص منطقه نسبت به آلودگی و سایر موارد مربوطه، اجرای همه جانبه کنوانسیون و پروتکل الحاقی دارای ارزش و اهمیت می­باشد. این کنوانسیون در 30 ماده و پروتکل در 13 ماده تصویب و اجرایی شده است. در 43 ماده قانونی کنوانسیون و پروتکل الحاقی تمامی موارد به صورت جامع دیده شده است. مواردی از قبیل تأسیس صندق پولی برای پرداخت هزینه­های ناشی از خسارت آلودگی و یا تمیز کردن دریا از آلودگی­های نفتی که به طور اتفاقی به دریا ریخته شده، نیز در نظر گرفته شده است. در راستای تکامل و بهبود بخشیدن کنوانسیون و پروتکل فوق، دو پروتکل دیگر هم به شرح زیر مورد تأیید و تصویب قرار گرفته است:

• پروتکل آلودگی دریایی ناشی از اکتشاف و استخراج (نفت) از فلات قاره، سال 1368شمسی
• پروتکل حمایت محیط­زیست دریایی در برابر منابع آلودگی مستقر در خشکی، سال 1369شمسی

این دو پرتکل را می­توان به عنوان مکمل کنوانسیون کویت و پروتکل الحاقی دانست و یا در جهت بهبود موضوع الودگی محیط زیست به طور مستقل مورد استفاده قرار داد[7].

نتيجه‌گيری و جمع‌بندی

علی‌رغم تأثیر فعالیت‌های انسان در محیط­زیست، اقیانوس‌ها مهم­ترین ابزار برای رفع یکی از چالش‌های مهم جهانی یعنی فقر به شمار می‌روند، چرا که اقیانوس‌ها بخش جدایی ناپذیر از سیاره ما هستند و یکی از حیاتی‌ترین بخش زندگی انسان به شمار می‌روند. با توجه به اینکه اقیانوس‌ها نقش محوری در کشورهای در حال توسعه ایفا می‌کنند، حفاظت از مناطق دریایی با تنوع زیستی آن از این لحاظ اهمیت دارد که بهره‌برداری پایدار از منابع دریایی را تضمین می‌کند. اگر به همین صورت ورود آلودگی­ها به دریا و جو زمین ادامه داشته باشد انتظار می­روند ارتباطات دریایی دچار اختلال شوند. یونسفر لایه­ای است از بار الکتریکی که در محدوه 80 الی 400 کیلومتری از سطح زمین قرار گرفته است. در این لایه مولکول­های نیتروژن و اتم­های اکسیژن که جذب کننده انرژی بالا و انرژی نوری امواج کوتاه هستند، یونیزه می­شوند، این عناصر اغلب در یونسفر متمرکز شده­اند. امواج رادیویی خیلی قوی ممکن است تحت تأثیر تخلیه الکتریکی اتمسفر واقع شوند. آنها توسط یونسفر منعکس شده و در گیرنده در محدوه وسیعی تداخل ایجاد می­کنند. گاهی اوقات ممکن است ذرات ته نشین شده دارای بار الکتریکی شوند و این ذرات با آنتن گیرنده برخورد کرده و باعث تداخل از نوع اول و یا نوع دوم شوند که به مراتب تداخل نوع اول بدتر از نوع دوم بوده چرا که ممکن است باند فرکانسی مشابه خود دریافت کنیم و باعث اختلال کامل در ارتباطات دریایی شوند. پیشرفت تکنولوژی و استفاده از دستگاه­ها و تجهیزات جدید در کشتی­ها و بویژه در امور ناوبری و کمک ناوبری بسیار زیاده بوده است. علی رغم پیشرفت­ها و استفاده از وسایل و تجهیزات جدید در کشتی­ها بسیاری از حوادث و مشکلات و تصادم و آلودگی دریا همچنان پا برجا است. با توجه به رشد فناوري انتظار مي­رود كه تا سال ٢٠٢٠ ميلادي يعني تا چهار سال ديگر كليه تجهيزات و تأسيسات دريايي در دنيا هوشمند شده و مجهز به فناوري اطلاعات و مخابرات هوشمند گردند. انتظار می­رود در سال­های نه چندان دوردیزل موتورها جای خود رابه الکتروموتورها بدهند. باید توجه داشت که در حال حاضر الکتروموتورها در سایز­های کوچک و متوسط ساخته می­شوند و برای حمل وزن­های سنگین مانند کشتی مناسب نیستند و یا به عبارتی اینگونه موتورهای هنوز ساخته نشده اند. بطور کلی الکتروموتور یک دستگاه الکترومکانیکی است که نیروی الکتریسیته را به نیروی مکانیکی تبدیل می­کند. اصول کار آنها به این صورت است که که وقتی یک ماده حامل جریان الکتریکی تحت اثر یک میدان مغناطیسی قرار می‌گیرد، نیرویی بر روی آن ماده از سوی میدان اعمال می­گردد. بیشتر موتورهای الکتریکی دوار هستند و در یک الکتروموتور بخش دوار که معمولاً داخل الکتروموتور است، روتور و بخش ثابت، استاتور نام دارد. الکتروموتورها به دو دسته الکتروموتورهای با جریان مستقیم و الکتروموتورها با جریان متناوب تقسیم می­شوند که هر کدام دارای انواع مختلفی می­باشند. یک نوع از این الکتروموتورهای جریان متناوب که می­توان در آینده از آن الهام گرفته شود و به جای دیزل موتورها بکار برد، الکتروموتورهای روتور سیم پیچی شده می­باشند. در الکتروموتورهای روتور سیم پیچی شده به جای وجود میله در روتور؛ روتور را سیم پیچی کرده و انتهای این سیم پیچ­ها را به حلقه­های لغزنده که خود توسط جاروبک هایی به بیرون موتور هدایت می­شوند وصل کرد. مزیت این کار این است که می­توان با قرار دادن بانک­های مقاومتی در سر راه این سیم پیچ­ها، می­توان مقاوت روتور را کم و زیاد کرده و جریان­کشی الکتروموتور را به دلخواه تغییر دهیم. به این بانک مقاومتی، استارتر یا راه انداز می­گویند. راه انداز دارای سه پله تا رساندن الکتروموتور به دور نامی می­باشد. پله اول از بانک مقاومتی با رسیدن الکتروموتور به 30 درصد دور نامی توسط کنتاکتور مربوطه از مدار خارج شده و الکتروموتور به دور گیری خود ادامه می­دهد، پله­های بعدی، در دورهای 50 و 75 درصد دور نامی می­باشد. بعد از این دور استارتر کلاً از مدار خارج شده و موتور مستقیماً به شبکه متصل شده و به دور نامی می­رسد از الکتروموتورهای روتور سیم پیچی شده در آسیاب­ها، سنگ­شکن­ها، جرثقیل­ها و … استفاده می­شود. با توجه به اینکه این الکتروموتورها هم به صورت روتوری و خطی کار می­کنند، می­توانند به راحتی در یک خط مستقیم به شافت و پروانه کشتی­ها وصل شوند و در این مسیر به دلیل نبود وسایل جانبی مانند؛ چرخ دنده­ها و … از قدرت و دور موتور کاسته نخواهد شد و این یک مزیت بسیار مهم می­باشد. از دیگر مزایای این الکتروموتورها می­توان به گشتاور حداکثر در لحظه استارت، جریان استارت قابل تنظیم، قابلیت استارت­های پی­درپی، گرمای تولید شده بیرون الکتروموتور و در استارتر اتفاق می­افتد و می­توان با انتخاب استارتری که ظرفیت گرمایی بیشتری دارد تعداد شروع­های مجدد الکتروموتور را افزایش داد. یکی از انواع موتورهای جریان مستقیم میدان سیم پیچی شده، الکتروموتور یونیورسال است. این موتورها هم با جریان مستقیم و متناوب کار می­کنند. اصول کار براین اساس است که وقتی الکتروموتور میدان سیم پیچی شده به جریان متناوب وصل شود جریان هم در سیم پیچ ارمیچر و هم در سیم پیچ میدان هم زمان تغییر می­کند و نیروی مکانیکی ایجاد شده و موتور به حرکت در می­آید. در طراحی این موتورها باید به موضوع امپدانس و راکتانس توجه ویژه کرد. این موتورها دارای گشتاور بسیار بالا هستند و همچنین با طراحی بهینه آنها دارای سرعت بهتری هم می­شوند. به هر حال انتطار می­رود برای کشتی­های نسل جدید تمام الکترونیک و دیجیتال از دیزل موتورها برای رانش استفاده نگردد و بتوان با استفاده از الکتروموتورها و سیستم­های کنترل و مخابراتی هوشمند شاهد گسترش کشتی­های بدون سرنشین یا خودران باشیم که این امر باعث ایمن شدن دریا و کم شدن خسارات مالی و جانی می­‌شود.

گردآورنده مقاله :

1. جواد گوهرشناسان
   کارشناس ارشد مهندسی برق-مخابرات سیستم، مؤسسه آموزش عالی پاسارگاد، شیراز
   Ptgbandar@gmail.com
2. یاسمن مرادی
   دانشجو کارشناس ارشد مهندسی برق-مخابرات سیستم، دانشگاه دریانوردی و علوم دریایی چابهار، چابهار Yasamanmoradi33@gmail.com
3. محمدرضا بچاری لفته
   کارشناس ارشد حمل و نقل دریایی، دانشگاه دریانوردی و علوم دریایی چابهار، چابهار
   Bachari.marine@gmail.comانتهای‌پیام/