«مولّد تصاميم» ذكي لمحطات معالجة المياه في أكثر من 70 دولة

الذكاء الاصطناعي الأفضل للاستخدام بالأعمال الرتيبة للهندسة المعمارية

«مولّد تصاميم» ذكي لمحطات معالجة المياه في أكثر من 70 دولة
TT

«مولّد تصاميم» ذكي لمحطات معالجة المياه في أكثر من 70 دولة

«مولّد تصاميم» ذكي لمحطات معالجة المياه في أكثر من 70 دولة

إن الضجة حول التصميم والهندسة المعمارية «التوليدية» تجعلك تعتقد أنه في المستقبل القريب، سيصمم المهندسون المعماريون ناطحات سحاب شاهقة بسهولة من خلال إدخال طلبات إلى برنامج دردشة آلي. لكن آدم تانك لا يعتقد أنه لا حاجة إلى استخدام هذه التكنولوجيا في بناء الهياكل الرائعة والإنجازات الهندسية المذهلة.

بنية تحتية رتيبة وذكاء اصطناعي

بصفته كبير مسؤولي خدمة العملاء في «ترانسيند» Transcend، وهي شركة برمجيات مقرّها نيوجيرسي تركز على تحسين كفاءة تصميم البنية التحتية، يقول تانك إن المستقبل القريب للذكاء الاصطناعي أكثر ملاءمة لتصميم المشروعات التي هي، بلا شك، أكثر رتابة ومللاً في نطاقها.

يعمل تانك وفريقه مع الذكاء الاصطناعي لجعل أنظمة السباكة ومعالجة المياه أكثر انسيابية، مع قيام الذكاء الاصطناعي التوليدي بمعظم أعمال التصميم الثقيلة.

في البرازيل، عملت شركة «ترانسيند» مع شركة «بي آر كيه أمبينتال»، وهي شركة تمتلك وتدير أكثر من 160 محطة لمعالجة مياه الصرف الصحي في جميع أنحاء البلاد، حيث لا يزال نصف البلاد تقريباً يفتقر إلى جمع مياه الصرف الصحي داخل المنازل. ومع استمرار شركة «بي آر كيه» في التوسع من خلال الاستحواذ على أنظمة جديدة وشرائها، فإنها «في حالة تخطيط دائم»، كما يقول تانك. وهذا يتطلب قدراً كبيراً من المال والطاقة التي لا تمتلكها الشركة.

الذكاء الاصطناعي التوليدي والبنية التحتية

تستخدم الكثير من الشركات الأخرى تقنية مماثلة لتسريع أعمال البنية التحتية الأخرى واسعة النطاق.

* السكك الحديدية. ساعدت ALICE Technologies في تحسين كفاءة البناء في تطوير السكك الحديدية الضخم في شمال إنجلترا.

* الشوارع. استخدمت مقاطعة مونتغومري بولاية ماريلاند الأميركية برنامجاً يسمى Remix لإنشاء بدائل تصميم الشوارع بشكل أسرع.

* محطة طاقة شمسية. استخدمت شركة مرافق إسبانية برنامجاً يسمى PVcase لإنشاء نموذج أولي لمحطة طاقة شمسية جديدة بشكل أسرع.

مولد تصميم ذكي

أدخل التصميم التوليدي، الحلول التي تبنَّتها شركة «بي آر كيه»، وهو مولد التصميم من «ترانسيند» Transcend Design Generator، يعمل على إنشاء نماذج أولية للمباني والبنية الأساسية بسرعة ويساعد في تسريع الموافقات والتصميمات.

تصميم محطات المياه

قالت «ترانسيند» إن مولدها استُخدم لتصميم محطات معالجة المياه في أكثر من 70 دولة. كما صممت الشركة وحدة لتصميم محطات فرعية كهربائية؛ وتأمل تانك أن تلعب دوراً في تسريع توسيع البنية التحتية الكهربائية في وقت تفرض فيه مصادر الطاقة المتجددة وتطورات التصنيع ضغوطاً على شبكة الطاقة الحالية. كما تضمنت تحديثاً للبرنامج يمكنه إعادة تصميم محطات معالجة المياه لتكون متوافقة مع PFAS قواعد إزالة المواد الكيميائية الخطرة، وهو متطلب جديد أسندته وكالة حماية البيئة للتو إلى المرافق.

ابتكار حلول سريعة وتقليص النفقات

يقول كايك أموريم، مهندس الصرف الصحي في شركة «بي آر كيه»، إن برنامج «ترانسيند» سمح لمهندسي «بي آر كيه» بتشغيل سيناريوهات غير محدودة وابتكار حلول بسرعة. كانت المدخرات من استخدام «ترانسيند» للقيام بالتصميم الأولي كبيرة جداً، لدرجة أن «بي آر كيه» توقفت عن توظيف مستشاري الهندسة للقيام بأعمال التخطيط والتصميم للموقع، وبدلاً من ذلك قامت بهذا العمل داخلياً.

تقليص زمن وضع التصميم

باستخدام النظام لمعرفة الخطط الأكثر كفاءة لتثبيت البنية التحتية الجديدة لمعالجة المياه، يمكن للشركة تقليص الوقت المستغرق لوضع التصميم من أربعة أشهر إلى أسبوع، وكذلك إعداد الوثائق اللازمة للقروض المصرفية والموافقات البيئية. يمكن أن يعني هذا الفرق بين أن تكون فافيلا (مدينة صفيح) أو مستوطنة غير رسمية قادرة على تحمل تكلفة محطة معالجة جديدة أم لا.

تلافي النقص في المهندسين

أصبح التصميم التوليدي جزءاً أكبر بكثير من الأجزاء الروتينية المهمة، من الهندسة المعمارية وتصميم البنية التحتية. ارتفع الإنفاق على البناء في الولايات المتحدة، الذي بلغ ما يقرب من تريليونَي دولار العام الماضي، بنسبة 7.4 في المائة، ويرجع ذلك جزئياً إلى نمو الإنفاق على البنية التحتية بنسبة 17.6 في المائة.

ومع نقص 133 ألف مهندس في الولايات المتحدة أيضاً، فإن ميزة أتمتة المهام المتكررة وتوسيع نطاق القوى العاملة توفر لتانك و«ترانسيند» فرصة عمل.

ويقول تانك: «عالم البنية التحتية الحرجة - القضبان والجسور ومياه الصرف الصحي والطاقة، والأشياء غير المثيرة - لا يوجد الكثير من الشركات التي تلعب في هذا المجال اليوم. أتمنى لو كان هناك المزيد».

* مجلة «فاست كومباني» - خدمات «تريبيون ميديا»


مقالات ذات صلة

المدير التنفيذي لـ«سيسكو» السعودية: استثماراتنا بالمملكة مستمرة لدعم جهودها في التحول الرقمي

الاقتصاد المدير التنفيذي لشركة «سيسكو السعودية» سلمان فقيه (تصوير: تركي العقيلي) play-circle 01:37

المدير التنفيذي لـ«سيسكو» السعودية: استثماراتنا بالمملكة مستمرة لدعم جهودها في التحول الرقمي

في ظل ما يشهده قطاع التقنية السعودي من تطور، حقَّقت «سيسكو» أداءً قوياً ومتسقاً مع الفرص المتاحة وقرَّرت مواصلة استثماراتها لدعم جهود السعودية في التحول الرقمي.

زينب علي (الرياض)
تكنولوجيا شركات الذكاء الاصطناعي تتفق مع دور النشر بما يتيح لهذه الشركات استخدام الأعمال المنشورة لتدريب نماذجها القائمة على الذكاء الاصطناعي التوليدي (رويترز)

شركات الذكاء الاصطناعي التوليدي تلجأ إلى الكتب لتطوّر برامجها

مع ازدياد احتياجات الذكاء الاصطناعي التوليدي، بدأت أوساط قطاع النشر هي الأخرى في التفاوض مع المنصات التي توفر هذه التقنية سعياً إلى حماية حقوق المؤلفين.

«الشرق الأوسط» (باريس)
الاقتصاد بورصة نيويورك للأوراق المالية (وكالة حماية البيئة)

هيمنة الأسهم الأميركية تزداد قوة مع فوز ترمب

تواصل الأسهم الأميركية تعزيز تفوقها على منافسيها العالميين، ويعتقد العديد من المستثمرين أن هذه الهيمنة قد تزداد إذا تمكن دونالد ترمب من تنفيذ برنامجه.

«الشرق الأوسط» (نيويورك)
تكنولوجيا يستعرض مؤتمر «مايكروسوفت إغنايت 2024» أبرز تقنيات الذكاء الاصطناعي المقبلة

مؤتمر «مايكروسوفت إغنايت 2024» يكشف عن أبرز نزعات الذكاء الاصطناعي المقبلة

إطلاق أكبر مشروع للأمن الرقمي بتاريخ البشرية لمواجهة أكثر من 7000 هجمة في الثانية.

خلدون غسان سعيد (جدة)
الاقتصاد علم شركة «إنفيديا» على الحرم الجامعي في سانتا كلارا بكاليفورنيا (إ.ب.أ)

بالأرقام... كيف أصبحت «إنفيديا» الشركة الأكثر قيمة في العالم؟

حققت «إنفيديا» مرة أخرى نتائج ربع سنوية تجاوزت توقعات «وول ستريت».

«الشرق الأوسط» (نيويورك)

ألياف طبيعية تعزز كفاءة تقنيات تحلية المياه بتكلفة منخفضة

الألياف الطبيعية المستخلصة من مصادر نباتية وحيوانية تُعتبر بديلاً منخفض التكلفة وقابلًا للتحلل الحيوي (الدكتور محمد عجيزة)
الألياف الطبيعية المستخلصة من مصادر نباتية وحيوانية تُعتبر بديلاً منخفض التكلفة وقابلًا للتحلل الحيوي (الدكتور محمد عجيزة)
TT

ألياف طبيعية تعزز كفاءة تقنيات تحلية المياه بتكلفة منخفضة

الألياف الطبيعية المستخلصة من مصادر نباتية وحيوانية تُعتبر بديلاً منخفض التكلفة وقابلًا للتحلل الحيوي (الدكتور محمد عجيزة)
الألياف الطبيعية المستخلصة من مصادر نباتية وحيوانية تُعتبر بديلاً منخفض التكلفة وقابلًا للتحلل الحيوي (الدكتور محمد عجيزة)

تُشكل ندرة المياه العذبة تحدياً عالمياً زائداً، خصوصاً في المناطق الجافة التي تشهد استنزافاً سريعاً لمواردها المحدودة. كما يزيد النمو السكاني والتطور الاقتصادي من حدة المشكلة، حيث يرفعان الطلب على المياه لأغراض الشرب والزراعة والصناعة؛ مما يهدد الصحة العامة والأمن الغذائي.

وتعتمد الطرق التقليدية لتحلية المياه على الطاقة بشكل مكثف ولها آثار بيئية سلبية، بينما تعد تقنيات تحلية المياه بالطاقة الشمسية حلاً واعداً لمعالجة ندرة المياه والعمل المناخي، حيث تستفيد من الطاقة الشمسية المتجددة. وعلى الرغم من أن أنظمة «المقطرات» الشمسية لتحلية المياه تعد طريقة مستدامة، فإنها تواجه تحديات مثل الكفاءة المنخفضة التي تتراوح بين 30 و40 في المائة، ومعدلات إنتاج منخفضة للمياه العذبة، بالإضافة إلى التلوث البيئي الناجم عن استخدام مواد تقليدية، مثل المواد ذات التغير الطوري.

ألياف طبيعية

واستعرضت دراسة مرجعية أجراها باحثون مصريون، إمكانية استخدام الألياف الطبيعية بوصفها وسيلة مستدامة لتعزيز أداء الأنظمة الشمسية لتحلية المياه. وتتميز الألياف الطبيعية، المستخلصة من مصادر نباتية وحيوانية متاحة في المناطق النائية، بكونها بديلاً منخفض التكلفة، وقابلة للتحلل الحيوي، ومتعددة الاستخدامات.

ووفق النتائج المنشورة بعدد نوفمبر (تشرين الثاني) بدورية (Solar Energy)، يمكن للألياف الطبيعية مثل القطن، وقش الأرز، وألياف شجرة الموز، ونبات السيزال، وقش الخيزران، تحسين الأداء من خلال توفير الهيكل المسامي من أجل ترشيح المياه، وإزالة الشوائب، وتعزيز نقل الحرارة.

يقول الدكتور محمد عجيزة، الباحث الرئيسي للدراسة بقسم الهندسة الميكانيكية في جامعة كفر الشيخ، إن الألياف الطبيعية توفر حلاً مستداماً لتحسين كفاءة تحلية المياه بالطاقة الشمسية مع تقليل الأثر البيئي، لأنها تتميز بالتحلل البيولوجي، ما يجعلها خياراً جذاباً لتعزيز كفاءة الأنظمة الشمسية في المناطق التي تفتقر إلى الموارد.

وأضاف لـ«الشرق الأوسط» أن الألياف الطبيعية توفر امتصاصاً عالياً للإشعاع الشمسي؛ مما يُحسّن الاحتفاظ بالحرارة ويزيد معدلات التبخر، كما تعزز الكفاءة الحرارية والعزل وتقلل الفاقد الحراري؛ مما يزيد من كفاءة التكثيف بفضل مساحتها السطحية الكبيرة، فيما تُسهّل خصائصها نقل المقطر الشمسي، وتوزيعه في المناطق النائية، حيث تقلل من الوزن الإجمالي له.

تقنيات تحلية المياه بالطاقة الشمسية تعد حلا ًواعداً لمعالجة ندرة المياه والعمل المناخي (جامعة واترلو)

تقييم الأداء

أثبتت الدراسة أن الألياف الطبيعية تتمتع بقدرة استثنائية على امتصاص المياه تصل إلى 234 في المائة، بالإضافة إلى خصائصها الحرارية المميزة؛ مما يتيح استخدامها بوصفها مواد عازلة أو ممتصة أو موصلة للحرارة في الأنظمة الشمسية. ويسهم ذلك في تحسين عمليات التبخير والتكثيف. وتعمل هذه الألياف على تعزيز نقل الحرارة وتقليل فقد الطاقة؛ مما يؤدي إلى تحسين الكفاءة بنسبة 15 في المائة. كما وجد الباحثون أن هذه الألياف أثبتت قدرتها على زيادة إنتاجية المياه العذبة بشكل ملحوظ، حيث حققت زيادة تصل إلى 123.5 في المائة مع قشور الجوز الأسود، و126.67 في المائة مع مزيج من ألياف النباتات التي تنمو في البرك والمستنقعات وألياف السيزال.

وبالمقارنة مع المقطرات التقليدية، حققت بعض الألياف زيادة ملحوظة في إنتاج المياه العذبة، مثل نشارة الخشب وقش الأرز (62 في المائة)، واللوف الأسود (77.62 في المائة)، وألياف السيزال (102.7 في المائة)، والقماش القطني (53.12 في المائة)، وألياف النخيل (44.50 في المائة)، وألياف الكتان (39.6 في المائة).

وحددت الدراسة أبرز مميزات التوسع في استخدام الألياف الطبيعية في تقنيات تحلية المياه بالطاقة الشمسية، مثل وفرة الموارد الشمسية والمساحات الواسعة لتركيب الأنظمة، بالإضافة لكون الألياف خياراً مستداماً. كما تدعم زيادة استنزاف الموارد المائية العالمية، ونمو السكان، وزيادة الوعي بتغير المناخ الحاجة الملحة لهذه التكنولوجيا.

في المقابل، أشار الباحثون إلى تحديات تواجه هذه التقنيات، منها قلة الاستثمارات في الطاقة المتجددة، والوعي المحدود بفوائد أنظمة التحلية الشمسية، بالإضافة إلى قلة الانتشار والعوائق التجارية مقارنة بالتقنيات التقليدية، والاختلافات في سياسات الطاقة بين الدول، ما يؤثر على إمكانية توسيع نطاق استخدامها.

وأوصى الباحثون بإجراء مزيد من الأبحاث لتحسين تركيبات الألياف الطبيعية، واستكشاف بدائل قابلة للتحلل الحيوي لتقليل الأثر البيئي. وأكدوا أهمية إجراء تقييمات شاملة لتقنيات التحلية الشمسية لتحقيق أقصى تأثير ممكن وتلبية الاحتياجات الزائدة للمياه بشكل مستدام؛ مما يسهم في دعم الأمن المائي، وتعزيز القدرة على التكيف مع التغيرات المناخية.