يُصادف يوم المهندسين العالمي الرابع من مارس. 📅 تهدف هذه المبادرة العالمية إلى إحياء إنجازات الهندسة وإبراز مساهمات المهندسين في التقدم. يركز موضوع هذه السنة، “تشكيل مستقبلنا المُستدام من خلال الهندسة”، على دور الهندسة في تعزيز الاستدامة من خلال الابتكار التكنولوجي وتعزيز المسؤولية البيئية.

يساهم المهندسون بشكلٍ كبير في تشكيل عالم مُستدام. تهدف العديد من مبادرات معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE) إلى تعزيز مستقبلٍ أكثر استدامةً.

أزمة البيئة المتصاعدة

يتزايد حرارة الكوكب. الأحداث الجوية المتطرفة – مثل الجفاف والفيضانات وموجات الحرّ والعواصف الثلجية والحرائق – تتفاقم، مُزعِجةً الحياة والاقتصادات. تكاليف التعافي في الارتفاع.

كما يُشكّل التدهور البيئي تهديدات صحية كبيرة. تساهم درجات الحرارة المرتفعة في أمراض الجهاز التنفسي والقلب والأوعية الدموية، وانتشار الأمراض المعدية، والجوع.

تلوث الهواء والماء، وإزالة الغابات، وتدهور التربة، كلّها تُسبّب أضرارًا كبيرة. يُقتل تلوث الهواء حوالي 7 ملايين شخص سنويًا، وفقًا لمنظمة الصحة العالمية. يتنفس 99% من سكان العالم هواءً غير صحي. يزيد تلوث الهواء من خطر الإصابة بالسرطان وأمراض الرئة والالتهابات التنفسية. 🫁

تسرّع إزالة الغابات من التغيّر المناخي عن طريق تقليل قدرة الأرض على امتصاص الكربون، بينما يهدد تدهور التربة الأمن الغذائي العالمي.

علينا اتخاذ إجراءات حاسمة الآن لضمان مستقبلٍ مُستدام: الحد من التلوث، وحماية الغابات، واستعادة نظمنا البيئية.

رغم أن التحديات تبدو ساحقة، إلا أن الهندسة الصحيحة، التكنولوجيا، والإصلاحات السياسية، والتغييرات السلوكية، يمكنها أن تساعدنا في خلق عالمٍ أكثر مرونة واستدامة.

دور الهندسة

لطالما كانت الهندسة تقود تقدم العالم، والآن يجب أن تكون في طليعة جهود الاستدامة. الهندسة الخضراء، المعروفة أيضًا بالهندسة المُستدامة، هي نهج لتطوير المنتجات والتطبيقات الذي يوازن بين التوافق البيئي والقدرة الاقتصادية، والربحية، والأداء. تساهم في بيئة مستدامة بعدّة طرق:

• التحوّل الرقمي: استفد من الذكاء الاصطناعي، وإنترنت الأشياء، البيانات الضخمة، والحوسبة السحابية لتحسين العمليات التجارية والصناعية، وتحسين سلسلة التوريد واستهلاك الطاقة، وتقليل بصمة الكربون.
• ابتكارات الطاقة المتجددة: إثراء وتوسيع توليد واستخدام الطاقة الشمسية، والرياح، والهيدروليكية، والطاقة الجيولوجية.
• البنية التحتية المُستدامة: تصميم وبناء مباني صديقة للبيئة، منخفضة التأثير الكربوني، ومدن ذكية خضراء، ونظم نقل ذكية وأكثر استدامة.
• اقتصاد دائري وإدارة النفايات: اعتماد تقنيات وحلول جديدة لإعادة التدوير وتحويل النفايات إلى طاقة، وتطوير واستخدام المزيد من المواد القابلة للتحلل الحيوي.

على الرغم من زيادة الوعي بالتحديات البيئية والتقدم المبكر في التقنيات الخضراء، إلا أن العديد من سياسات وتقنيات المناخ تفشل في كبح انبعاثات غازات الاحتباس الحراري بالوتيرة والمقياس اللازمين. أحد الحلول الواعدة هو إلزام التكنولوجيا – وهي استراتيجية تحفز صانعي السياسات وقادة الصناعة على وضع أهداف بيئية طموحة تتجاوز القدرات التكنولوجية الحالية، مما يحفز الابتكار وتطوير حلول رائدة.

دفع سنغافورة نحو تخفيض انبعاثات موانئها، ومرسوم حاكم ولاية كاليفورنيا التنفيذي للسيارات بدون انبعاثات، وأمر ألمانيا بوقف استخدام الطاقة النووية تدريجيًا هي ثلاثة أمثلة على قسر التكنولوجيا.

يمكن للتحول الرقمي تمكين استراتيجيات الاستدامة القائمة على البيانات في قطاعات متنوعة. يستخدم المهندسون والباحثون تكنولوجيا المعلومات والذكاء الاصطناعي لتحسين استخدام الموارد ورصد الأثر البيئي. يمكن للتعلم الآلي التنبؤ بأنماط الطقس، ومساعدة شبكات الطاقة على التحسين، وتعزيز نماذج محاكاة المناخ. يمكن الاستفادة من أنظمة التشفير المُوزّعة (مثل تقنية سلسلة الكتل) لضمان مصادر أخلاقية، وتتبع بصمة الكربون، وشهادات بيئية.

تقنيات رقمية تُعزز الاستدامة تُؤثر أيضًا بشكل غير مباشر على البيئة، ويجب تخفيض تأثيرها. تقنيات مثل إنترنت الأشياء الأخضر، والذكاء الاصطناعي الأخضر، والسحابة الخضراء، والبرامج الخضراء، وسلسلة الكتل المُحسنة استهلاك الطاقة، في طور الظهور. رقائق جديدة خاصة بالذكاء الاصطناعي، وتقنيات التبريد، ومحركات التخزين تُقلل من أثر الكربون في مراكز البيانات.

هندسة البرمجيات المُستدامة تهدف إلى إنشاء برمجيات صديقة للبيئة تستهلك طاقة وموارد أقل. يضمن النهج عملية تطوير أكثر اخضرارًا، مما يُيسر إنشاء برمجيات أو كود قابلة لإعادة الاستخدام، وقابلة للتجزئة.

يسعى تحالف المناخ في صناعة أشباه الموصلات إلى الحد من الأثر البيئي أثناء تصنيع وبقية سلسلة قيمة أشباه الموصلات.

في قطاع الطاقة، شهدت تقنيات الخلايا الشمسية وتوليد الطاقة الشمسية ابتكارات كبيرة في تحسين الكفاءة والفعالية السعرية. تطورات في طاقة الرياح، تعزيز الإنتاج وتحسينه، تطبيق توربينات الرياح العائمة، وإدارة محطات توليد الطاقة الريحية المدعومة بالذكاء الاصطناعي، وتقنيات التخزين المتقدمة.

تُقلل المدن الذكية المُستدامة من تأثيرها البيئي مع تعظيم الكفاءة من خلال اعتماد المباني الخضراء باستخدام حلول قائمة على الطبيعة، وتدابير كفاءة الطاقة، وأنظمة تهوية وهواء مركزي ذكية، ومواد خضراء مثل الخرسانة المُمتصة للكربون. تحسن الأنظمة المتصلة المُدارة بأجهزة استشعار إنترنت الأشياء، وإدارة المرور المدعومة بالذكاء الاصطناعي، والشبكات الذكية، الاستدامة الحضرية.

يُفضي التحوّل من اقتصاد خطي (استخراج، تصنيع، إهدار) إلى اقتصاد دائري (تقليل، إعادة الاستخدام، إعادة التدوير) إلى تعزيز الحفاظ على البيئة. تُمكّن مواد التغليف القابلة للتحلل الحيوي مثل البلاستيك الحيوي، ونانو السليلوز، والمواد المُستخلصة من الطحالب، مُقترنة بتقنيات تحويل النفايات إلى طاقة و أنظمة إعادة تدوير متقدمة، من تحقيق اقتصادٍ دائريٍّ أكثر فعالية.

يمكن للهندسة معالجة تغير المناخ من خلال مثل هذه التدابير.

يحتاج المهندسون إلى الارتقاء بمستواهم

يُعدّ المهندسون في وضعٍ فريدٍ لتنفيذ حلول مبتكرة تُعزّز التقدم المُستدام، وتضمن أن تتكيّف البنى التحتية والنظم التي يصممونها مع التحديات الناشئة.

المهندسون هم محلّلو مشكلات، لكن عليهم أيضاً أن يكونوا متنبئين بالمستقبل. كمعماريين مُبادرين للمستقبل، ينبغي عليهم تبنّي ممارسات مُتطورة وواعية بيئيًا. للدفع بتغييرٍ مؤثر، يجب على مجتمع المهندسين المشاركة في التعاون بين التخصصات والدفاع عن السياسات مع تعزيز الاعتبارات الأخلاقية. ينبغي عليهم التفكير بشكلٍ أكبر وتحويل الأفكار الجيدة إلى واقع.

دعونا نتعهد ونعمل الآن لخلق كوكبٍ أنظف وأخضر.

كيف يمكن لـ IEEE أن تُحرك الاستدامة

تُعزز مؤسسة IEEE الاستدامة العالمية من خلال رعاية الأبحاث وتطوير التكنولوجيا والتعاون على نطاق الكوكب. وقد أنشأت العديد من المبادرات والمؤتمرات والمعايير لدعم التنمية المُستدامة.

• يوفر موقع IEEE تغير المناخ للمهندسين والتقنيين مقالات وأوراق بحثية وقائمة بالفعاليات القادمة وغيرها من الموارد.
• تضع رابطة معايير IEEE المبادئ التوجيهية التقنية التي تدعم الاستدامة في أنظمة الطاقة، والشبكات الذكية، وكفاءة الطاقة، وحماية البيئة. على سبيل المثال، يضمن معيار IEEE 1547 دمج مصادر الطاقة المتجددة في شبكات الطاقة.
• تركز مبادرة IEEE للاستدامة في تكنولوجيا المعلومات والاتصالات (ICT) على تقليل التأثير البيئي لتكنولوجيا المعلومات والاتصالات من خلال تعزيز الحوسبة ذات الكفاءة في استهلاك الطاقة، ومركز البيانات الخضراء، وممارسات الاقتصاد الدائري.
• مجلة IEEE حول الحوسبة المُستدامة، مجلة IEEE حول الاتصالات والشبكات الخضراء، مجلة IEEE حول الطاقة المُستدامة، ومجلة IEEE للخلايا الكهروضوئية هي مجرد بعض المنشورات التي تغطي هذا الموضوع.
• يقدم منصة IEEE Xplore مجموعة تغير المناخ مقالات حول أربعة مواضيع رئيسية: المساهمات، والآثار، ومصادر الطاقة البديلة، والوقاية والتخفيف.
• يوفر منتدى قادة IEEE SustainTech السنوي رؤى وفرصًا للتعاون مع أصحاب المصلحة.

فرص وافرة

لا تُعدُّ المُستدامة تحديًا فحسب، بل هي فرصةٌ أيضًا. سيُزدهر من يتبنّى المُستدامة استراتيجيةً أساسيةً. يمكن للشركات تحويل التحديات إلى مزايا تنافسية من خلال اعتماد ممارساتٍ أكثر اخضرارًا، وتكوين شراكات، وإدماج الإدارة البيئية في ثقافتها.

كما اقترح ألبرت أينشتاين، لا يمكن حلّ مشكلاتنا الكبيرة على مستوى التفكير الذي خلقناها به.

“المعرفة وحدها لا تكفي. علينا أن نطبقها”، قال يوهان فولفغانغ فون غوته. “الإرادة وحدها لا تكفي. علينا أن نفعل”.

نتطلع إلى أن نكون مُؤثِّرًا رئيسيًا في رحلة المُستدامة. ستتطلب ذلك ابتكارًا، وتعاونًا، والتزامًا.

عيد المهندسين العالمي سعيد!