الألياف البصرية ترصد تسربات النفط والكيماويات
أعلن فرانك كفاسنك من معهد العلوم والتكنولوجيا التابع لجامعة مانشستر عن تصميم ألياف بصرية ذات حساسية كيماوية يمكن مدها بموازاة أنابيب النفط أو المواد الكيماوية أو في مصانع المواد الكيماوية أو ناقلات النفط بحيث انه إذا حدث تسرب فإن هذه الألياف تتعرض لتغييرات كيماوية تغير خواصها البصرية وهو ما يسمح برصد التسرب وتحديد مكانه بشكل فوري . وأوضح كفاسنك انه في الوقت الحالي تقوم شركات النفط والكيماويات برصد الأنابيب بصريا من طائرات الهليوكبتر أو السيارات, وقد بدأ بعضها في تجريب أجهزة رصد تعتمد على الخلايا الالكتروكيماوية أو أشباه الموصلات والتي ترصد التغيرات في درجة الحرارة المرتبطة بوجود مادة معينة وبالتالي تطلق انذارا بحدوث تسرب, ولكن شبكة الرصد هذه أيا كان مدى دقتها يمكن أن تكون فيها ثغرات, كما انه في الظروف المناخية الصعبة يتعذر رصد أي مناطق الانذار أقرب إلى موضع التسرب الحقيقي. وأشار إلى انه في أي نوع من الألياف البصرية هناك مكون داخلي زجاجي تحيطه طبقة من البوليمر الشفاف, والمفتاح الرئيسي هو الفارق الانكساري بين المادتين, ولهذا يتم في العادة عزل الألياف البصرية بغطاء سميك وعلى سبيل المثال فإن الألياف البصرية المستخدمة في الاتصالات الهاتفية تصمم لأبعاد البيئة المحيطة بها وعزلها عنها تماما. أما الألياف البصرية الجديدة التي يقترح كفاسنك استخدامها لرصد حالات التسرب النفطي والكيماوي فهي تقلب هذه الفكرة رأسا على عقب, وهو يقول في هذا الصدد: لو انك صممت الألياف بحيث تسمح بدخول المؤثرات لوجدت نفسك أمام راصد كيماوي قوي. ومن هنا فإن الألياف البصرية التي يقترحها مكسوة بغطاء مادته الأساسية هي السليكون وتحتوي على مواد كيماوية تستجيب للمواد المطلوب رصدها, وهذه الاستجابة تغير المعادلة الانكسارية لغطاء الألياف البصرية وتغير خواصها البصرية, ومن الناحية العملية فإن وجود المسببات الكيماوية يؤدي إلى حدوث انقطاع في الألياف مما يسمح بتسرب الضوء منها. ويقول فرانك كفاسنك ان هذا ليس كافيا وإنما لابد من تحديد موقع التسرب بدقة أكبر, ولهذا فقد استعان بجهاز مستخدم في صناعة الاتصالات الهاتفية يكفل ارسال نبضات ضوئية في الألياف البصرية وأي انكسار في هذه الألياف يؤدي إلى اعادة ارسال هذه النبضات الضوئية إلى مصدرها, ووقت التعطيل بين ارسال النبضة الضوئية الأصلية ووصول الضوء المنعكس يشكل مقياسا للمسافة التي يقع عندها الانكسار في الألياف بدقة تصل إلى حدود نصف متر. وقد نفذ كفاسنك أليافا بصرية تمتد مائة متر بالفعل وهي قادرة على رصد أي تسربات في مادة الأمونيا وهو يأمل في تطوير ألياف بصرية حساسة لغاز الميثان لاستخدامها مع أنابيب الغاز. ويتطلع كذلك إلى تطبيق هذا المبدأ لرصد نطاق واسع من الكيماويات الضارة بالبيئة وفي مقدمتها النفط.
