كابلات الألياف الضوئية موجودة بالفعل في قاع البحر على امتداد معظم السواحل تقريباً، وقد تبدأ قريباً في حماية الناس على اليابسة. فقد أظهر فريق من جامعة ألكالا، ضمن مشروع SAFE، أن ليفة ضوئية واحدة يمكن تحويلها إلى شبكة من آلاف المستشعرات ترصد اقتراب التسونامي، وذلك بجزء يسير من تكلفة العوامات أو أجهزة قياس الزلازل في قاع البحر. إنها قصة عن الفيزياء والبحر وحساب التكاليف، وفي النهاية يمكنك أن تختبر هل تفكّر مثل مصمّم نظام للإنذار المبكر.
التسونامي من الظواهر الطبيعية التي يتعامل معها الباحثون بأقصى درجات الاحترام. ويصفه موقع CORDIS بأنه إحدى أشد قوى الطبيعة تدميراً، إذ يتسبب في خسائر بشرية ومادية كبيرة، ومن المعروف أن التنبؤ به صعب للغاية. لذلك فإن الأهم ليس التنبؤ بقدر ما هو التأكد سريعاً من أن الموجة قادمة فعلاً، ونقل هذه المعلومة إلى السلطات.
الأدوات اللازمة لذلك موجودة بالفعل. لكن المشكلة أنها مكلفة ولا تعمل دائماً كما ينبغي. يقول ميغيل غونزاليس إيرايس (Miguel González Herráez) من جامعة ألكالا بوضوح: «رغم وجود بعض تقنيات الإنذار المبكر في السوق، مثل عوامات DART ومصفوفات أجهزة قياس الزلازل في قاع المحيط (OBS)، فإن تكلفة نشرها وصيانتها مرتفعة، وموثوقيتها محدودة».
وضع مشروع SAFE، الذي يموّله المجلس الأوروبي للابتكار وتنسّقه جامعة ألكالا، هدفاً يبدو أقرب إلى لغز: توفير نظام إنذار مبكر من التسونامي منخفض التكلفة وعالي الموثوقية دون الحاجة إلى أي بنية تحتية جديدة. وتبيّن أن الإجابة كانت، حرفياً، تحت الماء.
«يعتمد تصورنا على كابلات الألياف الضوئية البحرية القائمة ويحوّلها إلى كاشف للتسونامي يعمل على مدار الساعة وفي الوقت الفعلي»، يوضح إيرايس.
في قلب الحل يقع الاستشعار الصوتي الموزّع، أو DAS. تستخدم هذه التقنية الضوء لإنشاء مستشعرات صوتية موزّعة على طول الكابل البحري بأكمله. ونتيجة لذلك تتحول ليفة واحدة إلى مصفوفة من آلاف المستشعرات التي لا تفصل بينها سوى بضعة أمتار. والأهم أن الكابل نفسه لا يحتاج إلى أي تعديل.
وللنهج ميزة أخرى هي المدى. «بما أن كابلات الألياف الضوئية البحرية موجودة على امتداد كل ساحل تقريباً، فإن هذا الحل قادر على توسيع شبكة المستشعرات المتاحة في عرض البحر توسيعاً كبيراً»، يقول الباحث من ألكالا.
أكد المشروع أن تقنيته قادرة على رصد التغيرات في مستوى سطح البحر، وهي مؤشر قوي على التسونامي، بدقة تقل عن 20 سم. وعملياً يعني هذا أن بإمكان السلطات تأكيد حدوث تسونامي وهو لا يزال على بعد 50 كم من الساحل.
ولا ينوي الفريق التوقف عند هذا الحد. «نعتقد أننا إذا واصلنا تحسين هذه التقنية فسنبلغ حاجز 100 كم، وهذا يعني وقتاً أطول للاستعداد وأرواحاً أكثر قد يتم إنقاذها»، يقول إيرايس.
نقطة القوة الثانية في نظام SAFE هي المال. فتكاليفه الرأسمالية والتشغيلية أقل بعشر مرات على الأقل من تكاليف مصفوفات أجهزة قياس الزلازل في قاع المحيط وعوامات DART. وتأتي هذه الميزة من عدة عناصر:
ويلخّص إيرايس الأمر قائلاً: «إذا أضفنا إلى ذلك أن هذه التقنيات الأخرى مستشعرات نقطية، وأن نظام SAFE يوفّر آلاف القراءات بجهاز واحد، فمن الواضح أن لتقنيتنا مزايا تقنية واقتصادية كثيرة».
السعر المنخفض هنا ليس مجرد حجة تجارية. فالجمع بين موثوقية أعلى وتكاليف أقل جذاب بوجه خاص للدول الساحلية النامية، التي يُعدّ كثير منها من أكثر الدول عرضة للتسونامي، لكنها تفتقر إلى الموارد اللازمة لتطبيق أنظمة الإنذار المبكر التقليدية.
«حلّنا متعدد الاستخدامات إلى أقصى حد، إذ يمكن استخدامه لتحسين قدرات الإنذار من التسونامي في الدول المتقدمة تحسيناً كبيراً، أو ليكون بديلاً اقتصادياً للمناطق التي لا تستطيع تحمّل تكلفة نشر عوامات DART أو مصفوفات OBS وصيانتها»، يختم إيرايس. ويعمل شركاء المشروع، مثل Aragon Photonics Labs، الآن على مواصلة تطوير حلول الاستشعار الخاصة بـ SAFE، وفي نهاية المطاف على طرحها في الأسواق.
يُعدّ SAFE مثالاً جيداً على شكل البحث الحديث في مجال الأمن. فهو لا يتعلق بخدمات الطوارئ والإجراءات فحسب، بل بفيزياء الضوء ومعالجة الإشارات ومعرفة البحر أيضاً. ويستطيع طلاب الهندسة والعلوم الطبيعية وإدارة الأزمات أن يروا هنا أن مجالاتهم قريبة من بعضها أحياناً على نحو مدهش.
ومن المفيد أيضاً الانتباه إلى منهج الباحثين. فبدلاً من أن يسألوا ما الذي ينقص بناؤه، سألوا كيف يمكن الاستفادة مما هو موجود بالفعل. وطريقة التفكير هذه تفيد في مشروع التخرج وفي العمل ضمن فريق وفي أول وظيفة.
يريد فريق من جامعة ألكالا تحويل كابلات الألياف الضوئية البحرية إلى كاشف للتسونامي يعمل على مدار الساعة. وترصد تقنية DAS تغيرات مستوى سطح البحر بدقة تقل عن 20 سم، وتتيح تأكيد الموجة على بعد 50 كم من الساحل، والهدف التالي هو 100 كم. وتقل التكاليف الرأسمالية والتشغيلية للنظام عشر مرات على الأقل عن تكاليف العوامات وأجهزة قياس الزلازل، ما يمنح فرصة للدول التي لا تستطيع اليوم تحمّل تكلفة حماية الساحل الباهظة.
5 أسئلة · دقيقة واحدة
English
Čeština
Deutsch
Español
Français
Magyar
Italiano
Polski
Português
Русский
Slovenčina
Türkçe
Українська
العربية
中文