سوختهای فسیلی، پلاستیکها و دیگر مشتقات نفتی همواره دشمنان شماره یک محیط زیست زمین هستند. روزی نیست که تصویری از زبالهدان بزرگ اقیانوس آرام مملو از زبالههای پلاستیکی نبینیم یا توصیف گازهای گلخانهای منتشر از سوخت فسیلی را که مانند پتویی یکپارچه سطح زمین را پوشانده و عامل افزایش دما و تغییرات اقلیمی است، نشنویم. همهی ما، چه در تهران با آلودگی سرشناس آن و چه در ارومیه با دریاچهای خشکیده، از آسیبهای ناشی از سوختهای فسیلی در امان نبوده ایم. اما این متهم ردیف اول را چرا همچنان استفاده میکنیم و آیا در طول تاریخ همواره خرابی به بار آورده است؟ روی دیگر انقلاب نفت و تاثیرات آن بر محیط زیست را در این مطلب بررسی کرده ایم.
در اطراف میشنویم که تحول عظیم هوش مصنوعی در راه است. برخی از ما چنین تغییر عظیمی را باور نداریم و قدری به روال نرمال زندگی عادت کردهایم که کنفیکون شدن آن را غیرممکن میدانیم. اما در صنعت این اتفاق پیشتر افتاده، بارها هم افتاده است. مثال سادهی آن حذف اسب و کالسکه و جایگزینی آن با خودروست، اما آیا ممکن است بزرگترین صنعت روزگار ناگهان و در عرض یکی دو سال کاملا حذف شود؟ به نظر شما بزرگترین صنعت جهان در سال ۱۹۰۳ میلادی چه بود و چه شد که غیب شد؟ تصاویر و نقاشیهایی از آن در اینترنت هست، ولی بعید میدانم حدس بزنید.
در سطح زمین و دریا شیر یا کوسه را با چشمان خود مشاهده و بررسی میکنیم، اما امکان مشاهدهی زندگی نهنگ عنبر را نداریم. برای شناخت نهنگی که در سطح آب نفس گرفته و به اعماق سه هزار متری شیرجه میرود، تنها نشانههایی در دست داریم. انعکاس صدای کرکنندهی آنها، زخمهای دایرهای هشتپای غول پیکر بر تن و پیکر بی جان بر ساحل سرنخهای ما برای شناخت جانوری است که بیش از ۲ قرن بزرگترین صنایع جهان را تغذیه میکرد.
نهنگ عنبر بزرگترین مغز در میان موجودات زنده را دارد، مغزی که ۶ برابر مغز انسان است. این گونه نهنگ شبکهای عصبی مشابه ما برای ابراز محبت، عشق و کلام دارد و قدمت این شبکه در بدن آنها ۵۰ میلیون بیشتر از قدمت آن در تن ما انسانهاست. نهنگ عنبر را دریانوردان قرن هفدهمی با نام لویاتان یا هیولای دریایی میشناختند. نجوای صدای ۲۳۰ دسیبلی نهنگهای عنبر که برای ارتباط با یکدیگر و شناسایی محیط استفاده میکنند، در زیر پای آنها چون ضربات ترسناک آنجهانی بر کف کشتی حس میشد. برای مقایسه، صدای موتور جت در بیشینهی توان آن ۱۴۰ دسیبل است و انرژی ۲۳۰ دسیبل هزاران بار بیشتر از ۱۴۰ دسیبل است.
داخل سر بزرگ نهنگ عنبر و درون عضوی به نام اسپرماستی، روغن وجود دارد. روغن تمیز، بدون بو و متفاوت از هرچیز دیگر که در طبیعت یافت میشود. به هنگام سوختن بو نمیداد، در زمستان یخ نمیزد، ماشین آلات را بهتر از هر چیزی که انسانها کشف کرده بودند روغنکاری میکرد و نور چراغهایش از هر سوخت دیگری روشنتر و تمیزتر بود. روغن اسپرماستی انقلاب صنعتی را نیرو بخشید. شهرها را روشن کرد و ماشین آلات کارخانجات را فعال نگاه داشت. روغن نهنگ طلای مایع بود و در نتیجه، شکار آغاز شد. کشتیهای شکار نهنگ ماهها و حتی سالها اقیانوسها را در مینوردیدند و به دنبال نشانی از تنفس آشنای نهنگ عنبر میگشتند. تا مرز انقراض. هر نهنگ چقدر روغن میداد؟ ۱ تُن!
بزرگترین صنعت قرنهای هیجده و نوزده، در ابتدای قرن بیستم ناگهان محو شد، گویی هیچگاه نبوده است؛ و با حذف آن نهنگهای عنبری که تا مرز انقراض رانده بودیم دوباره و به آهستگی جان گرفته و تولید مثل کردند. نهنگهایی که برای بقای ما و حیات بر سطح کرهی زمین حائز اهمیت هستند.
نهنگ عنبر به اعماقی شیرجه میرود که فشاری حدود ۳۰۰ برابر فشار سطح دریا بر آن حاکم است. چنین فشاری خودرو را به مکعبی کوچک تبدیل خواهد کرد و زیردریاییها را از درون منفجر میکند. ولی نهنگ عنبر این شیرجه را ۱۰ها بار در روز انجام داده، نفس خود را برای حدود یک ساعت حبس میکند و بعد به سطح بازمیگردد. آنها با هر شیرجه به اعماق و بازگشت به سطح آب، محیط اطراف خود را تغییر میدهند. نهنگهای عنبر دریا را جان میبخشند، آنها با بازگشت از اعماق با خود موادی مغذی چون آهن به سطح میاورند. این مواد را از آبهایی که هرگز نور خورشید را ندیده میآورند، آبهایی که محل زندگی پلانکتونهاست. پلانکتونها بنیان همه چیز هستند، آنها پایهی هرم غذایی و تولیدکنندهی نیمی از اکسیژن روی زمین هستند. یک نهنگ میتواند جذب کربنی فراتر از هزاران درخت را کلید بزند و گروهی از نهنگها میتوانند چرخههای اقلیمی را دگرگون کنند. حال تمام جمعیت نهنگهای عنبر در چه سطحی قدرت تاثیرگذاری بر آب و هوای زمین را دارند؟ فرآوری سوختهای فسیلی که آن را نفتشیمی یا پتروشیمی نام نهادهایم، جان این حیوانات موثر، باهوش و قدرتمند را نجات داده است.
صنایع پتروشیمی قسمتی از زنجیرهی نفت هستند که فراوردههای شیمیایی را از نفت و گاز طبیعی تولید میکنند. فرآوردههای پتروشیمیایی سوخت وسایل نقلیه، روغن موتورها و ماشین آلات و ماده اولیهی بیشتر داروها و آنتی بیوتیکها را تامین میکنند. پیش از ورود نفت به زندگی ما، مواد شیمیایی مورد نیاز از دستکاری پوشش گیاهی و شکار حیوانات استخراج میشد.
انسان بسیار خودخواه است، تک تک اعضای زنجیرهی صنعت شکار نهنگ خودخواه بودند و جز خود به هیچ فکر نمیکردند. روزی گروهی دیگر از خودخواهان برای درآمدهای میلیاردی آنها را کنار زدند و بر جای آنها نشستند. ما، به عنوان ساکنان زمین، فقط شانس آوردیم که خودخواهان بعدی ناخواسته نهنگهای عنبر و شاید در نتیجهی آن کرهی زمین را نجات دادند.
بشر در اینجا هم متوقف نشد. او روغن نهنگ را با روغنهای سنتزی و پتروشیمیایی جایگزین کرد، اما چند ده سال بعد متوجه شد برای نیازهای جدیدش روغن خطر دارد و مضر است. همان روغن شیمیایی که بازرگانی روغن نهنگ و شغل شکارچیان را نابود کرد و باعث شد نهنگها نفس راحتی بکشند، خود از مهلکهی پیشرفت جا ماند. امروزه همچنان روغنهای صنعتی در کاربردهای مختلفی از جمله روغنکاری ماشین آلات سنگین کاربرد دارد و روغن خودرو، روغن کمپرسور و روغن هیدرولیک همچنان خرید و فروش و مصرف میشود. اما ما با ماشینهای جدید و تمیزتری روبرو هستیم که کاملا عاری از روغن کار میکنند. این ماشین آلات اصطلاحا ماشینهای اویل فری، اویل لس یا به صورت خودمانی بدون روغن خوانده میشود.
موجودی که باور کرده هیچ مانعی سد راه او نیست و تولید ماشین آلات بدون نیاز به روغنکاری
روغن و روانکاری وظایف متعددی در عملکرد ماشین آلات دارد. از لولای در خانه تا پیچیدهترین قطعات و ماشین آلات مکانیکی، همه مطیع یک قانونند: حضور سیالی به نام روغن که روانکاری میکند ضروری است. کاهش اصطکاک قطعات فلزی همجوار، خنککاری، تمیزکاری و پر کردن فضاهای میکرونی از دیگر مزایای آن است. برای لحظهای ماشین آلات موجود را بدون روغن تصور کنید. حتی تصور آن هم گوشخراش است.
لیکن انسان اینگونه برنامهریزی نشده است. گویی موجودی به نام انسان علاقهای به نه شنیدن ندارد و مهندسان خوشبختانه یا متاسفانه در این ویژگی انسانی نقشی جدی دارند. مهندسان با همان شعار قدیمی خود که یا راهی خواهیم یافت یا راهی خواهیم ساخت، مرزهای ممکن را در مغز ما گام به گام پیش بردند و کوتاه نیامدند. از این روست که امروزه ما انسانها، به عنوان گونهای منحصر به فرد، هر مانعی که میبینیم، اطمینان داریم راهی برای خزیدن از کنار یا زیر آن خواهیم یافت. اگر هم نشد خب سوراخش کرده یا معجزهای خواهیم کرد. البته که حق داریم، حتی شعبدهبازان، جادوگران و ذهنخوانان هم قریب به اتفاق مدیون شکلی از مهندسی هستند.
ماشینآلات بدون روغن
پمپهای مغناطیسی
پمپهای مگنتیک برای کار با اسیدها عالی است.
در بسیاری از ماشین آلات مکانیکی که از موتور بهره میبرند، محوری میان موتور و بخش مکانیکی قرار دارد که نیرو را از موتور به قسمت مکانیکی انتقال میدهد. این محور را با نام شافت میشناسیم. در پمپهای مغناطیسی هیچگونه شافتی میان موتور و پروانه وجود ندارد. موتور و پروانه هر دو مجهز به آهنربا هستند. به هنگام چرخش موتور آهنربا، بدون تماس فیزیکی، آهنربای پروانه را میچرخاند. در نتیجهی بکارگیری انتقال نیروی مغناطیسی اتصالات فلزی حذف شده و اصطکاک وجود ندارد و نیازی به روغنکاری نیست. از آنجایی که شافت وارد محفظهی سیال نمیشود، محفظهی سیال نیز آببندی بوده و نشتی ندارد. در صنایعی که نشتی خط قرمز آنهاست، از جمله صنایع شیمیایی، غذایی و دارویی، از این مدل پمپها استفاده میشود. با صنایع دارویی و غذایی باز هم کار خواهیم داشت. این صنایع حساس که با جان و سلامت انسانها کار دارند از موتورهای پیشران اختراع تجهیزات بدون روغن هستند.
گیربوکسهای خشک
در ماشینهای دقیقی چون رباتها و تجهیزات پزشکی حضور روغن دردسرساز است و نشت آن موجب آلودگی است. همچنین حضور روغن حجم و وزن سیستم را افزایش میدهد. در گیربوکس خشک به جای حمام روغن از دو روش جایگزین استفاده میشود: در روش اول از گریسهای مخصوصی استفاده میشود که تا مدت زیادی نیازی به سرویس ندارد، ولی این روش تنها جایگزینی سیالی به نام روغن با سیالی به نام گریس است. در روش دوم از چرخ دندههای پلیمری یا کامپوزیتی استفاده میشود. بکارگیری پلیمرها در صنایع مکانیکی استفادهی بهینه از موادی است که متهم اول آلودگی اقیانوسها شمرده میشوند. چرخدندههای پلیمری اصطکاک پایینی داشته و بدون روغن هم نرم کار میکنند.
کمپرسور اویل فری
کمپرسور هوا وظیفهی فشردهسازی هوای محیط را برای مصارف خاص دارد. در میان مثالهای گفته شده، کمپرسورهای هوا معروفترین و پرکاربردترین ماشین در صنایع هستند. این کمپرسورها در مدلهای روغنی برای کارخانههای متعددی هوای فشرده تولید میکنند و ابزار بادی را راه می اندازند. گاهی هم هوای فشرده به طور مستقیم به روی محصول نهایی پاشیده میشود. اینجاست که هیچکس علاقه ندارد محصول نهاییش آلوده به روغن شود. اگر هوای فشرده پیستوله بادی شما را راه بیندازد تا رنگ به روی خودرو بپاشید، حضور روغن اثر نهایی را به آثار ونگوگ شبیهتر خواهد کرد تا خودرویی با رنگ یکنواخت!
برای چنین مصارفی و همچنین مصارف حساسی همچون پزشکی، داروسازی، صنایع غذایی و الکترونیک، اختراع کمپرسور هوای بدون روغن اجتنابناپذیر بود. در کمپرسور اسکرو و اویل فری مهندسان با معضل بزرگی در غیاب روغن روبرو بودند. روغن نه فقط خنککننده، روانکار و پاککنندهی ذرات و برادهی فلزات بود، بلکه فیلم نازکی بر روی روتورهای اسکرو شکل میداد و هدررفت هوای فشرده به صورت جریان برگشتی حذف میشد.
راهحل مهندسان برای طراحی کمپرسور اویل فری سهگانه بود: نخست تعویض متریال است. روتور کمپرسور اسکرو را با روکش تفلون و سرامیک و ذرات گرافیت میپوشانند تا ترس از سایش و اصطکاک فراموش شود. سپس لقی و کلیرانس را به شدت کاهش میدهند؛ داخل کمپرسور فاصلهی میان قطعات کاهش یافته و دقیقتر میشود تا هرگونه تماس ناخواسته ناممکن شده و هوا فرار نکند. در نهایت مسیر هوا و خنککاری را بازطراحی میکنند تا دستگاه در غیاب روغن داغ نکند.
در طول قرنها و هزارهها، مهندسان یا راهی یافتهاند یا راهی ساختهاند. این راهیابی به سوی پاسخ و راهحل خالی از خطر هم نبوده است. تمرکز ویژه و بیش از اندازه گاهی باعث غفلت از مسائل مهمتر میشود. این مشکلی که حل میکنیم، چرا باید حل شود؟ این راهحلی که توصیه میکنیم، چه عواقبی خواهد داشت؟ پیشرفت منهای رفاه و سلامت بشر هدفی ایدهآل نیست. شاید در طول تاریخ مدرن بیش از آنچه شایسته است «رشد» را مقصد قرار دادیم.
