تتضمن العملية الشائعة لتصنيع السّفن خطوات ثابتة مثل التصميم وشراء المواد والتصنيع وإعداد السطح والتجميع، كذلك الطلاء والتجهيز وفحوصات الامتثال للسلامة والاختبار والتسليم، من بين هذه فإنّ عملية التصميم هي الخطوة الأولى والأكثر أهمية في الدورة، حيث تطور تصميم السّفن على مر القرون وذلك بفضل الأحداث العالمية واللوائح البيئية.
المواد المستخدمة في تصميم السفن:
تعتبر متطلبات الاستدامة ذات أهمية خاصة اليوم؛ نظراً للرسوم الصارمة التي تفرض على من يخالف القواعد والأهم من ذلك، بسبب الشعور الفردي بالمسؤولية تجاه الحفاظ على البيئة، في مثل هذا السيناريو يكون الشاغل الرئيسي هو تصميم وتصنيع السُّفن ذات قيمة الاستدامة العالية، بعض الطرق الرئيسية لزيادة الاستدامة هي استخدام مواد السُّفن الصديقة للبيئة وتحسين جودة الوقود المستخدم.
اليوم نتناول الأنواع المختلفة من المواد المستخدمة في بناء السُّفن ومزاياها وعيوبها النسبية من حيث الاستدامة، في عالم اليوم المواد الأربعة الرئيسية المستخدمة في بناء السُّفن، عندما نتحدث على مستوى الشركات المصنعة الكبيرة هي الفولاذ والألمنيوم والبلاستيك المقوى والبولي إيثيلين.
كيفية تصنيع السفينة:
الصلب:
الصلب هو أحد أكثر المواد المستخدمة في صناعة السُّفن شيوعاً وكان دائماً المادة المفضلة للقرن الماضي، تعد قوتها العالية ومتانتها ومقاومتها للتآكل والتكلفة المنخفضة نسبياً من الأسباب الرئيسية لاستخدام الفولاذ على نطاق واسع في الصناعة، ومع ذلك في أعقاب تطوير مواد مركبة جديدة يتم استخدام بدائل أفضل وأرخص لتصنيع السُّفن ذات الحجم والقوة المتساويين ولكن وزن أقل بكثير.
قلل هذا من أهمية الفولاذ في بناء القوارب إلى حد ما، على الرّغم من أنه لا يزال يستخدم على نطاق واسع للسفن الكبيرة، من وجهة نظر الاستدامة يمتلك الفولاذ عملية إنتاج محكمة الإغلاق تنتج الحد الأدنى من النفايات الإنشائية، بالإضافة إلى ذلك يمكن إعادة تدويرها بالكامل في نهاية دورة حياتها، وبالتالي فهي مادة مستدامة للسُّفن.
الألومنيوم:
يفضل الكثير من المصتعون الألمنيوم بسبب خفة وزنه خاصة عند مقارنته بالفولاذ، تعتبر سفن الألمنيوم أكثر ثبات وصلاحية للإبحار ويمكنها السفر بشكل أسرع بسبب انخفاض الوزن، هذا يعني أننا نحصل على عدد أميال أفضل لنفس الكمية من الوقود من سفينة من الألومنيوم، سهولة التشغيل وخصائصه مثل المقاومة الكيميائية ومقاومة التآكل ومقاومة المغناطيسية والميل إلى تشوه البلاستيك تجعل الألومنيوم خيار قوي لبناء السّفن.
على الجانب السلبي الألومنيوم باهظ الثمن، أيضاً الألومنيوم معدن ناعم وبالتالي فهو أكثر عرضة للتآكل، فيما يتعلق بالاستدامة فإنّ الألمنيوم قابل لإعادة التدوير وهذه نقطة لصالحه، يمكن أن يكون تطبيق الطلاء الصديق للبيئة بدلاً من الطلاء المحتوي على الرصاص إضافة مفيدة لجعل سفينة الألمنيوم أكثر استدامة.
البلاستيك المقوى بالألياف (FRP):
سيطر البلاستيك المقوى بالألياف بشكل كبير على قطاع مواد السُّفن على مدار العقود القليلة الماضية، ويرجع ذلك أساساً إلى كونه أحد أفضل الخيارات المتاحة في السوق، هيكل واحد خفيف وسريع وقوي ومقاوم للماء ودائم وخالي من التآكل يجعله حل رائع، على الرغم من اعتماده في البداية للاستخدام العسكري، فقد تغلغل (FRP) في جميع مستويات التطبيقات البحرية ويستخدم بشكل متزايد كبديل للخشب والصلب اليوم.
الجدوى الاقتصادية ليست واحدة من نقاط قوة سفن (FRP)؛ لأنه على الرغم من أنّ المواد المطلوبة لتصنيع هذه السُّفن رخيصة إلى حد ما فإن العملية نفسها تتطلب عمالة ماهرة ومعرفة بمبادئ صناعة القوارب، ومع ذلك عندما نفكر في عائد الاستثمار تتمتع قوارب FRP بعائد استثمار أفضل بكثير بسبب عمرها الأطول، وبالتالي فهي إلى حد بعيد أفضل مواد بناء السُّفن.
عندما يتعلق الأمر بالاستدامة فإنّ مركبات (FRP) قابلة لإعادة التدوير تماماً، وليس لها أي آثار ضارة على النظام البيئي البحري، في الواقع وفقاً لهذه الإحصائية التي أجرتها (Boat Digest) تمّ بناء 95 ٪ من 7 ملايين قارب نزهة من البلاستيك المقوى بالألياف، يمكن أن يعزى هذا المعدل المرتفع للاعتماد إلى المتانة والملاءمة البحرية للمواد المركبة (FRP)، يقوم العديد من مصنعي القوارب المشهورين في الهند بدمج (FRP) في تصنيع القوارب عبر جميع القطاعات البحرية.
ثني الصفائح:
عادة ما يكون لهيكل السفينة انحناءات متعددة ما لم يتم استخدام لوحات مستقيمة فقط في التصميم، قد يبدو من السهل جداً تحقيقه على حزمة برامج النمذجة ثلاثية الأبعاد، لكن إنتاجها ليس كذلك، لثني وتطوير ألواح الصلب وأدوات التقوية للانحناءات ثلاثية الأبعاد المطلوبة من أجل جعلها تتناسب مع شكل الهيكل، يتم استخدام طرق خاصة في حوض بناء السفن.
بولي ايثيلين:
البولي إيثيلين مادة متعددة الاستخدامات للغاية تخدم بناء السُّفن بشكل جيد عبر جميع التطبيقات البحرية مثل المراقبة وصيد الهواة والمحترفين والأمن وما إلى ذلك، الجودة الرئيسية للبولي إيثيلين عالي الكثافة هي أنّها تتمتع بنسبة عالية من القوة إلى الكثافة، كما أنّ المقاومة المتقدمة للمواد الكيميائية والتأثيرات والصيانة المنخفضة، وزيادة القدرة على الطفو تجعلها مناسبة للغاية لبناء السُّفن.
من الناحية الجمالية يتم تشكيل سُفن البولي إيثيلين (مثل FRP) بدلاً من التصنيع (مثل الألومنيوم)، هذا يعني أن التصميمات المعقدة ممكنة، على الرغم من أنّ التفاوتات في أجزاء التشكيل تكون أصغر من تلك الخاصة بالتركيب، تشمل العمليات المستخدمة لتصنيع قوارب البولي إيثيلين القولبة الدورانية والتشكيل الحراري.
هناك بعض العيوب الطفيفة لمواد السفن التي تصنع من البولي إيثيلين كذلك؛ أولاً إنّها ليست صلبة من الناحية الهيكلية مثل الألومنيوم أو الألياف الزجاجية مما يحد من عدد القوارب التي يمكن تصنيعها، ثانياً يصبح البولي إيثيلين هشّاً بمرور الوقت ولا يمكنه تحمل درجات الحرارة العالية دون تشويه، العيب الأكبر هو أنّ عوامل الترابط مثل راتنجات الإيبوكسي والمواد اللاصقة وأسمنت الفينيل لا تلتصق بسُفن البولي إيثيلين.
من منظور الاستدامة يعتبر البولي إيثيلين اختيار جيد؛ لأنه قابل لإعادة التدوير ويتم تقليل استهلاك الوقود بسبب الوزن الخفيف ونقص طلاء الهيكل، يشتمل تصميم والسفن الحديثة على مجموعة متنوعة من مواد الهيكل، اعتماداً على الحجم والتطبيق والعمر المتوقع للسفينة، بالنسبة للأنشطة البحرية الصغيرة أو الترفيهية أو الضحلة، تعد قوارب البولي إيثيلين خيار جيد من الناحيتين البيئية والاقتصادية.
تُفضل قوارب الألياق (FRP) لأنشطة مثل الدوريات الساحلية وعمليات الإنقاذ والأمن وصيد الأسماك، لا يزال الخشب والصلب والألمنيوم هو المفضل بالنسبة للسفن الأكبر التي تنقل البضائع، يؤثر اختيار المواد بشكل مباشر على أداء وكفاءة القارب وبالتالي على البيئة، من المهم أن يأخذ مصممو ومصنعي السُّفن كل هذه العوامل لتحسين الاستدامة في الاعتبار لاختيار أفضل بديل ممكن لبناء السفينة.
