◄ فاطمة المقبالية تشارك في منافسات ألمانيا بمشروع "تحلية المياه"

مسقط- الرؤية

أعلنت وزارة التعليم العالي والبحث العلمي والابتكار بالتعاون مع مؤسسة الجدران المتساقطة الألمانية غير الربحية عن المتسابق الأكثر تميزًا في مسابقة مختبر الجدران المتساقطة والتي تقام للمرة السادسة على التوالي على المستوى الوطني.

وأقيمت المسابقة هذا العام افتراضيًا عبر برامج التواصل المرئية وحصلت الطالبة فاطمة بنت فهم بن سعيد المقبالية من كلية عمان البحرية الدولية على المركز الأول عن مشروعها بعنوان "كسر الجدار التحلية المكلفة بدمج خلية تحلية ميكروبية مع محطة التناضح العكسي"، وحصل الدكتور فارس الفارسي على المركز الثاني عن مشروع" كسر جدار الترشيح النانوي في أنبوبة القسطرة البولية"؛ حيث تعد أنبوبة القسطرة البولية أحد أكثر أسباب الإصابة بعدوى المسالك البولية ضمن المرضى المنومين في المستشفيات. وفي المركز الثالث جاءت الطالبة خولة بنت علي العامرية عن مشروع "كسر جدار قياس الجهد العضلي".

وتنافس في المسابقة في مرحلتها الثالثة على مستوى السلطنة 20 مشاركًا تم اختيارهم من عدد المتقدمين الإجمالي 54 مشاركًا، وقد تم اختيار المشاركين وفقا لمعايير حددتها لجنة التقييم مثل حداثة الفكرة وأهميتها وتأثيرها وطريقة عرضها؛ حيث تكمن مهمة مقدمي العرض في شرح أفكارهم في مدة لا تزيد عن 3 دقائق، ويقوم كل متسابق بشرح كيف سيقوم "بإسقاط الجدار" بين التفكير والعلم الحقيقي عبر المنتج الخاص به، وبين التطبيق العملي في إنتاج هذا المنتج الذي اختاره كل متسابق لصالح المستهلك العادي أو المستفيد. وتهدف مسابقة الجدران المتساقطة إلى عرض كفاءات الجيل القادم من الباحثين المتميزين في السلطنة وشغفهم وتنوع مجالاتهم، وذلك بالتَّعاون مع مؤسسة مختبر الجدران المتساقطة الألمانية.

وعن مشاركتها وفوزها بالمركز الأول، عبرت فاطمة بنت فهم المقبالية عن سعادتها وفخرها بما أنجزته، وقالت إن هذه المسابقة "عززت ثقتي بنفسي وألهمتني الكثير من الإصرار والعزيمة والمثابرة، لقد بذلت قصارى جهدي في هذه المسابقة وكنت مصممة على تقديم أفضل ما لديَّ، وأنا سعيدة جداً لأنني مُنحت هذه الفرصة لتمثيل السلطنة في مسابقة الجدران المتساقطة بمدينة برلين الألمانية ومشاركة أفكاري مع علماء آخرين وهذا بالتأكيد شي رائع وإنجاز شخصي أفخر به".

وأوضحت المقبالية أن فكرة المشروع عبارة عن اقتراح حل لتحلية المياه المكلفة من خلال استخدام خلية تحلية ميكروبية كمرحلة مُعالجة مسبقة لمحطة التناضح العكسي وتوفير الطاقة والضغط وعمر الغشاء أثناء معالجة مياه الصرف الصحي. وذلك بدمج خلية ميكروبية كمرحلة معالجة مسبقة لمحطة التناضح العكسي (Reverse Osmosis). وفكرة الخلية عبارة عن أكسدة مياه الصرف الصحي بواسطة تحفيز الكائنات الحيَّة الدقيقة التي تطلق الإلكترون من عملية التفاعل الأدنوي، وسوف يستهلك هذا الإلكترون داخل الكاثود وهذه الظاهرة تجعل الأنود والكاثود يتجاذبان، تجذب هذه القطبية أيونات الملح (صوديوم كلورايد NaCL) باتجاه الكاثود والأنود، وبالتالي ستتم تحلية مياه البحر في غرفة التحلية، وتحدث كل هذه العملية باستخدام الكائنات الحية الدقيقة الصديقة للبيئة، لذا فهي لا تحتاج إلى أي طاقة كمصدر إضافي، وتعتمد هذه الخلية على البكتيريا الموجودة في مياه الصرف الصحي والتي تثري في الكاثود والأنود على كل طرف من الخلية بينما تكون مياه البحر في منتصف الخلية. وتابعت تقول: "كوني مهندسة أشعر بالمسؤولية تجاه أهمية إيجاد حلول صديقة للبيئة للتحديات التي نواجهها فالماء حاجة مهمة وكوني من السلطنة التي تعاني من شح المياه حفزتني المسابقة على العمل في هذا المجال، فالهدف الرئيس هو توفير مياه الشرب بأسعار معقولة، وقد ابتكرت هذه الخلية للتقليل من حمل التناضح والضغط والطاقة المستهلكة في التناضح العكسي؛ حيث إن الخلية المبتكرة لا تحتاج إلى طاقه ولا ضغط وفي نفس الوقت تعمل على تقليل ملوحة مياه البحر قبل الدخول إلى محطة التناضح العكسي".

نتائج المشروع

وعن أبرز النتائج التي خرج بها هذا المشروع قالت فاطمة المقبالية لقد استخدمنا برنامج دولي Water Application Value Engine (WAVE)؛ لمقارنة الفرق في تحلية المياه عند وجود الخلية المبتكرة كمرحلة معالجة مسبقة وبعدم وجودها في التناضح العكسي، وفعلًا كان هناك تأثير كبير من حيث الطاقة والكهرباء والغشاء المستخدم، فكانت الطاقة بدون استخدام الخلية تقريبا ما يعادل (6.22 kWh/m³)، وعند استخدام الخلية كمرحلة معالجة مسبقة استطعنا تقليل الطاقة المستهلكة في المحطة الى (1.23kWh/m³). وأوضحت أن المشروع نجح في تقليل ملوحة المياه  التي تدخل في محطه التناضح العكسي من (38,000mg/L) الى (8,000mg/L ) وبهذه الطريقة سيوفر هذا التكامل المال والطاقة ويزيد من عمر الغشاء، ونتيجة لذلك فإن المحلول الملحي الذي ينتج من محطة التناضح العكسي لديه ملوحة أقل وسيساعد البيئة في النهاية ليس فقط من حيث الطاقة بل أيضًا من حيث التأثير الجانبي لمحطة التناضح العكسي.

وحول إمكانية تطبيق نتائج هذا المشروع على الواقع بشكل عام والسلطنة بشكل خاص، قالت المقبالية إن استخدام هذه الخلية كمرحلة معالجة مسبقة لمحطة التناضح العكسي سيمكننا من تقليل الضغط، وبالتالي التقليل في استهلاك الكهرباء الى 80%، مشيرة إلى حجم التوفير في الكهرباء المستهلكة في جميع محطات معالجة مياه الصرف الصحي في السلطنة، فضلا عن تقليل عمر الغشاء المستخدم في عملية التناضح العكسي نظرا لقلة ملوحة المياه التي تدخل الى المحطة.

الجهد العضلي

أما مشروع "كسر جدار قياس الجهد العضلي" والفائز بالمركز الثالث فكان من نصيب الطالبة خولة بنت علي العامرية، والتي عبرت عن فرحتها بالفوز قائلة: "شعوري لا يوصف بالفوز ومشاركتي في هذه المسابقة يمنحني الفخر والاعتزاز أن أكون من الفائزين في هذه المسابقة الوطنية". وأضافت أن هذه المسابقة تعتبر حافزًا للتفكير والابداع، وتجعلنا مُطّلعين على آخر الاختراعات والأفكار الشبابية، وأن هذا النجاح الذي حققته في هذه المسابقة ينم عن الجهود الحثيثة لوزارة التعليم العالي والبحث العلمي والابتكار في إيصال صوتنا وأفكارنا للمستثمرين وصناع القرار.

وذكرت العامرية أن الفكرة بدأت مع انطلاق إعلان وزارة التعليم العالي والبحث العلمي والابتكار عن مسابقة مختبر الجدران المتساقطة؛ لاهتمامها بالبحث العلمي والابتكار، قائلة: "بحثتُ عن بعض الافكار التي قد تقودنا خاصة في المجال الرقمي، ففي بعض المستشفيات يتم استخدام جهاز سلكي لقياس الجهد العضلي ويتم تحليله بواسطة حاسوب كبير، ومن هنا نبعت الفكرة بأن نستبدله بأسواره تحتوي على نفس الحساسات المستخدمة، ولكن بطرق حديثة؛ إذ إن الأساور الذكية أصبحت بديلًا للأجهزة الطبية القديمة المستخدمة في قياس الجهد العضلي، وتحتوي الأساور على نوعين من الحساسات "piezo" والذي يعمل أثناء حركة عضلات الرقبة، فيصدرُ ذبذبات مختلفة أثناء الشرب والأكل والتحدث، فيستطيع الفرد معرفة كمية المياه المستهلكة، وأيضًا حساس "EMG" الذي يعمل على قياس الاشارات العصبية المرسلة للعضلات؛ فيُعطي قراءات للنشاط العضلي والوقت والجهد، فيتم ربط الحساسات بالهاتف (اندرويد او ويندوز) عن طريق البلوثوت أو مخرج "USB"، ويتم تحليلها باستخدام نظام رياضي. وأوضحت العامرية الفئة المستهدفة لهذا المشروع، وهم جميع الأشخاص المهتمين بتقوية عضلاتهم، وفي مجال الرياضة، والأبحاث الطبية، والعلاج الطبيعي وإعادة التأهيل.

الهدف من المشروع

وذكرت العامرية أن أهداف الدراسة تتمثل في قياس الجهد العضلي والتنبؤ بكمية المياه المستهلكة والأكل، مشيرة إلى أن المشروع يسهم في توظيف التكنولوجيا في حياتنا وهو ما يعد أحد أهداف رؤية "عُمان 2040".

الجدران المتساقطة

وتقوم فكرة مسابقة الجدران المتساقطة على تقديم فكرة المشروع البحثي أو خطة العمل أو المشروع التجاري أو المبادرة الاجتماعية أو النموذج الابتكاري أو المبادرة الريادية في عرض تقديمي (باوربوينت) في زمن قدره ثلاث دقائق فقط لكل مشارك، والسعي إلى إقناع لجنة التحكيم عالية المستوى التي تضم خبراء من الأوساط الأكاديمية والمؤسسات البحثية ورجال الأعمال بأهمية الفكرة وبمشاركة علماء وخبراء ذوي مستوى عال في النقاشات المختلفة، وتتمحور نوعية الأفكار المدعوة للمشاركة في هذه المسابقة في جوانب الابتكارات أو البحوث العلمية أو المشروعات الريادية المتصلة بقضايا الوقت الراهن، ويعتمد تقييم كل عرض على ثلاث فئات، وهي الجدة والحداثة، والأهمية/ الأثر، وكذلك تقييم أداء المتسابق، ويحظى بعض الفائزين للمشاركة في نسخة المسابقة الدولة في برلين بالجمهورية الألمانية.

وتعد المسابقة فرصة مواتية للجيل الجديد من الشباب لمشاركة المجتمع في أفكارهم وابتكاراتهم، وربط المواهب الناشئة وكبار المبدعين، واكتشاف وتطوير الباحثين المتميزين، وإقامة حوار متعدد التخصصات في الدعم والتعاون الدولي، وتطوير طرق جديدة للاتصال العلمي، وبناء شبكات قوية ومستدامة. الجدير بالذكر أن الوزارة تستضيف هذه المسابقة للمرة السادسة على التوالي بهدف تعزيز الابتكار في مجالي العلوم وريادة الأعمال وتشجيع التبادل بين الشباب الباحثين ورائدي الأعمال والمتخصصين من شتى المجالات العلمية والابتكارية.