ممدوح شلبى .
يهدف هذا الصندوق الى تقنين الاعتماد على عزم الحيوان لامكان الانتفاع به فى اداء وظائف جديدة مستحدثة مثل الرى بالرش او بالتنقيط . او رفع المياه الباطنية , او انتاج الكهرباء او انتاج طاقة حرارية , او اى استخدامات اخرى تتطلب طاقة ميكانيكية او كهربية او حرارية .
وتتلخص نظرية عمل صندوق التروس على تحويل الطاقة الحركية للحيوان وتوظيفها للاستخدام المطلوب , من خلال مصفوفة تروس تكبير حركة يتم فيها مضاعفة عدد مرات الدوران الى الحد المرغوب فيه , ويتم ذلك بمجهود قليل من الحيوان , ذلك ان تدوير التروس بسرعات كبيرة يمنحها الإستفادة من القصور الذاتى بما يسمح بتحريكها باقل قدر ممكن من عزم الحيوان باستثناء بدء التشغيل لان الانتقال من حالة السكون الى حالة الحركة يتطلب مزيدا من الدفع وما ان ينجح الحيوان فى التدوير حتى يسهل عليه مواصلة التحريك باقل قدر من المجهود .
ان هذه العملية تتم بدون تدخل العامل البشرى , لان صندوق التروس هو المصدر الوحيد لرى عطش الحيوان ولذلك فانه يلجأ اليه غريزيا , ومن خلال معدل تسرب ماء الشرب فى فم الحيوان يمكن التحكم فى زمن التشغيل , فيمكن ارواء العطش فى 15 دقيقة , وهذه العملية تتكرر على مدى اليوم بحيث تصل مساهمة الحيوان فى التحريك الى ساعتين يوميا , بحيث يشرب مرة كل ثلاثة ساعات , باجمالى ثمان مرات يوميا , بما يسمح بتخصيص صندوق تروس واحد لكل 12 حيوان .
ولتحسين اداء الحيوان , فان صندوق التروس يحتوى ايضا على آلية اصدار موسيقى مناسبة تهون الامر علي الحيوان , والمقصود ان يشعر الحيوان بالراحة او ان ينصرف ذهنه الى متابعة اللحن الموسيقى الذى يعزفه فينسى احساسه بالملل .
وتعتبر جميع الثدييات ذوات الاربع مناسبة لهذه الوظيفة , فيمكن استخدام الحمير او الخيول او الابل او الجاموس او الابقار , كما انها مناسبة ايضا للماعز والخراف والخنازير والكلاب , ويمكن ان تتسع الدائرة لتشمل الافيال والحيوانات المفترسة ايضا , حيث يتم تصنيع صندوق التروس بما يتناسب مع العزم لكل نوع من هذه الثدييات .
وسوف اعتمد فى وصف صندوق التروس على الجاموس بما يسمح بوصف دقيق للتفاصيل , فيمكن تطبيقها على الثدييات الاخرى بعد اجراء التغييرات المناسبة بما يتناسب مع العزم وزمن وطول الخطوة لكل نوع على حدة .
يهدف هذا الصندوق الى تقنين الاعتماد على عزم الحيوان لامكان الانتفاع به فى اداء وظائف جديدة مستحدثة مثل الرى بالرش او بالتنقيط . او رفع المياه الباطنية , او انتاج الكهرباء او انتاج طاقة حرارية , او اى استخدامات اخرى تتطلب طاقة ميكانيكية او كهربية او حرارية .
وتتلخص نظرية عمل صندوق التروس على تحويل الطاقة الحركية للحيوان وتوظيفها للاستخدام المطلوب , من خلال مصفوفة تروس تكبير حركة يتم فيها مضاعفة عدد مرات الدوران الى الحد المرغوب فيه , ويتم ذلك بمجهود قليل من الحيوان , ذلك ان تدوير التروس بسرعات كبيرة يمنحها الإستفادة من القصور الذاتى بما يسمح بتحريكها باقل قدر ممكن من عزم الحيوان باستثناء بدء التشغيل لان الانتقال من حالة السكون الى حالة الحركة يتطلب مزيدا من الدفع وما ان ينجح الحيوان فى التدوير حتى يسهل عليه مواصلة التحريك باقل قدر من المجهود .
ان هذه العملية تتم بدون تدخل العامل البشرى , لان صندوق التروس هو المصدر الوحيد لرى عطش الحيوان ولذلك فانه يلجأ اليه غريزيا , ومن خلال معدل تسرب ماء الشرب فى فم الحيوان يمكن التحكم فى زمن التشغيل , فيمكن ارواء العطش فى 15 دقيقة , وهذه العملية تتكرر على مدى اليوم بحيث تصل مساهمة الحيوان فى التحريك الى ساعتين يوميا , بحيث يشرب مرة كل ثلاثة ساعات , باجمالى ثمان مرات يوميا , بما يسمح بتخصيص صندوق تروس واحد لكل 12 حيوان .
ولتحسين اداء الحيوان , فان صندوق التروس يحتوى ايضا على آلية اصدار موسيقى مناسبة تهون الامر علي الحيوان , والمقصود ان يشعر الحيوان بالراحة او ان ينصرف ذهنه الى متابعة اللحن الموسيقى الذى يعزفه فينسى احساسه بالملل .
وتعتبر جميع الثدييات ذوات الاربع مناسبة لهذه الوظيفة , فيمكن استخدام الحمير او الخيول او الابل او الجاموس او الابقار , كما انها مناسبة ايضا للماعز والخراف والخنازير والكلاب , ويمكن ان تتسع الدائرة لتشمل الافيال والحيوانات المفترسة ايضا , حيث يتم تصنيع صندوق التروس بما يتناسب مع العزم لكل نوع من هذه الثدييات .
وسوف اعتمد فى وصف صندوق التروس على الجاموس بما يسمح بوصف دقيق للتفاصيل , فيمكن تطبيقها على الثدييات الاخرى بعد اجراء التغييرات المناسبة بما يتناسب مع العزم وزمن وطول الخطوة لكل نوع على حدة .
ويتكون صندوق التروس المدرج من الاجزاء التالية :ـ
1ـ ذراع الدفع .
2ـ صندوق تروس تكبير الحركة .
3ـ مولد كهرباء .
4ـ ماسورة ماء التبريد .
5ـ موسيقى ذاتية .
6ـ نظام اطعام الحيوان .
1ـ ذراع الدفع .
1ـ ذراع الدفع .
يتكون ذراع الدفع من ماسورة حديدية مجوفة من الداخل بحيث تسمح بان يتحرك داخلها ماء الشرب , حيث تعتبر هذه الذراع هى المصدر الوحيد لسقاية الحيوان , والمقصود ان يلجأ اليها الحيوان لرى عطشه بدون تدخل العامل البشرى , حيث يضع الحيوان فمه فى صنبور سيتم تعريفه عليه عدة مرات الى ان تتحول هذه العملية الى عادة , وبينما يفعل الحيوان ذلك تكون جبهتة ملامسة لعارضة حديدية مبطنة بوسادة من القطن او الاسفنج الصناعى , ومن خلال خبرة الحيوان من مرات التدريب سيعرف ان عليه ان يدفع ذراع الدفع بجبهته ليصل الماء الى فمه , وما ان يقوم بذلك حتى يجد صعوبة فى بادئ الامر نظرا لبدء تحريك صندوق التروس , وما ان ينجح فى التحريك حتى يجد فى نفسه القدرة على التحريك بمجهود اقل غير مضنى , ويستمر ذلك الى ان يتحقق له رى عطشه , ومن شكل (1) يتضح شكل ذراع الدفع .
حيث نلاحظ امتداد ذراع الدفع من صندوق التروس , حتى ينتهى بصنبور , كما نلاحظ وجود محبس يمكن من خلاله التحكم فى معدل تصرف ماء الشرب , وتتضح صورة صنبور الشرب من شكل (2)
ويرتبط طول ذراع الدفع وارتفاع صندوق التروس وطول محيط الدائرة التى يتحرك عليها الحيوان , بنوع هذا الحيوان وعمره , فمثلا اذا كانت الحيوانات المستخدمة من نفس النوع وفى نفس العمر , مثل ان تكون 12 انثى جاموس حلوب , فيمكن حساب طول الخطوة بان نقيس المسافة بين اثر حافر القدم اليمنى الامامية واثر حافر القدم اليسرى الخلفية , ثم نحدد الزمن الذى تستغرقه هذه الخطوة , ويمكن تقدير ذلك بـ 130 سم / ث . ( ستكون القياسات على الطبيعة اكثر تحديدا ) ,
كما يمكن تحديد ارتفاع صندوق التروس ليناسب ارتفاع الحيوان , ويمكن تقديره بنحو 140 سم ( الى ان يتم تحديد ادق بالقياس الحقيقى ) ونظرا الى ان الحيوان يدور على محيط دائرة , فان المطلوب الا يشعر بمعاناة او ان يكون مضطرا الى تقويس جسمه , ولذلك يجب ان يكون طول ذراع الدفع مناسبا , ويمكن تقديره نظريا بنحو 240 سم ( الى ان يتم تحديد ادق بالتجربة العملية ) .
ومن هذه المعطيات يمكن حساب الزمن الذى تستغرقه انثى الجاموس لتدور مرة واحدة حول الدائرة :ـ
طول المحيط = طول القطر × 22 ÷ 7 = 480 × 22 ÷ 7 = 1508.5714 سم .
زمن الدورة = 1508.5714 ÷ 130 = 11.6044 ث .
عدد مرات الدوران فى الدقيقة = 60 ÷ 11.6044 = 5.1705 دورة / دقيقة
كما يمكن تحديد ارتفاع صندوق التروس ليناسب ارتفاع الحيوان , ويمكن تقديره بنحو 140 سم ( الى ان يتم تحديد ادق بالقياس الحقيقى ) ونظرا الى ان الحيوان يدور على محيط دائرة , فان المطلوب الا يشعر بمعاناة او ان يكون مضطرا الى تقويس جسمه , ولذلك يجب ان يكون طول ذراع الدفع مناسبا , ويمكن تقديره نظريا بنحو 240 سم ( الى ان يتم تحديد ادق بالتجربة العملية ) .
ومن هذه المعطيات يمكن حساب الزمن الذى تستغرقه انثى الجاموس لتدور مرة واحدة حول الدائرة :ـ
طول المحيط = طول القطر × 22 ÷ 7 = 480 × 22 ÷ 7 = 1508.5714 سم .
زمن الدورة = 1508.5714 ÷ 130 = 11.6044 ث .
عدد مرات الدوران فى الدقيقة = 60 ÷ 11.6044 = 5.1705 دورة / دقيقة
2ـ صندوق تروس تكبير الحركة .
يتصل ذراع الدفع بترس افقى سيتحرك دورة واحدة عندما يدور الحيوان دورة كاملة حول المحور , وابتداءا من هذا الترس تتعاشق مصفوفة تروس تكبير الحركة كما هو موضح فى شكل (3 ) .
حيث نلاحظ ان الترس الافقى يتعاشق مع ترس رأسى مفرد بنفس القطر ولا يترتب عن ذلك اى تغيير فى زمن الدورة , ومهمه هذا الترس ان يضع مصفوفة التروس فى وضعية مناسبة , ثم نلاحظ ان هذا الترس يتعاشق مع محيط ترس محورى اصغر منه مرتين هذا الترس المحورى هو جزء من ترس مزدوج , قسمه المحيطى اكبر مرتين من الترس المحورى , فيتحرك هذا الترس المزدوج ضعف حركة الترس المتصل به , ثم تعمل باقى التروس بنفس الكيفية , حيث نلاحظ ان الترس الخامس افقى وتحتم الضرورة المكانية وضعه بهذه الطريقة , ثم يتصل هذا الترس الافقى بترس رأسى مفرد بنفس الحجم لا يترتب عليه تغيير فى مرات الدوران , ثم ترس مزدوج آخر , وهكذا الى آخر صندوق التروس , ان عدد التروس 13 ولكن مرات المضاعفة 10 مرات فقط .
فيمكن حساب مرات دوران آخر ترس فى الدقيقة بعد حساب مرات دوران كل التروس على النحو التالى :ـ
(1) 5.1705 (2 ) 5.1705 (3) 10.341 (4) 20.682 (5) 41.363 (6) 41.363 (7) 82.727 (8) 165.454 (9) 330.908 (10) 330.908 (11) 661.816 (12) 1323.632 (13) 2647.264
فيمكن حساب مرات دوران آخر ترس فى الدقيقة بعد حساب مرات دوران كل التروس على النحو التالى :ـ
(1) 5.1705 (2 ) 5.1705 (3) 10.341 (4) 20.682 (5) 41.363 (6) 41.363 (7) 82.727 (8) 165.454 (9) 330.908 (10) 330.908 (11) 661.816 (12) 1323.632 (13) 2647.264
حيث نلاحظ ان الترس 13 يدور بسرعة كبيرة (44.1 دورة فى الثانية ) وهى سرعة مناسبة لتحريك مولد كهربى .
ان هذه التروس تولد ايضا طاقة حرارية اثناء تحركها نتيجة للاحتكاك , وهذه الطاقة الحرارية يمكن استثمارها عن طريق ماسورة مياه تدور التروس عليها , فبينما تنتقل الحرارة الى الماء لتسخينه , تكون التروس فى ظروف عمل صحية بما يسمح بتجنب مقاومة الاحتكاك , ويؤدى ذلك الى سلاسة التحريك باقل قدر ممكن من عزم الحيوان , وبينما يتم تسخين الماء فى المواسير , فان هذا الماء سيندفع تلقائيا من اسفل الى اعلى , نتيجة لضغط البخار , ولنتصور ان صندوق التروس فى بداية تشغيله , عندئذ يسخن الهواء فى المواسير فيتصاعد الى اعلى مخلفا وراءه خلخلة ينتج عنها صعود الماء ليحل مكانه , وهذه العملية تحدث تلقائيا , وبالنسبة الى درجة حرارة هذا الماء فيمكن التحكم فيها من خلال معدل التصرف , فيمكن ان تكون فاترة او ساخنة او بخار .
ولتحسين اداء صندوق التروس فمن الممكن تصنيعه بمهنية عالية , حيث يتم وضعه فى قالب اسطوانى , ثم يتم صب الاسمنت بداخل هذا القالب , ثم يتم استخدام الية ميكانيكية لتحريك ذراع الدفع , ويستمر ذلك الى ان يجف الاسمنت تماما على صندوق التروس , فينتج عن ذلك صلابة مثالية للصندوق باستثناء مواضع التروس , هذه التروس سيتم تشحيمها قبل هذه العملية , ونظرا الى ان الاسمنت يحتوى على الماء , فانه لن يختلط بالشحم , ولضمان التشحيم الدورى لصندوق التروس فان القالب الاسمنتى عند اخر ترس سيحتوى على فتحة تصريف بمحبس , بحيث يتم اعاده تشحيم الصندوق عند الحاجة واخراج الشحم المستهلك باستخدام سائل اذابة مثل الكيروسين .
ويحتوى القالب الاسمنتى ايضا على ماسورة لماء الشرب , ومصدر ماء الشرب غير مصدر ماء التبريد ولا يتصلا ببعضهما , لان ماء التبريد سيكون ماء باطن الارض وهذا الماء سيتسرب من مخمرات بكتيرية لمخلفات الحيوانات , ولذلك فانه سيكون غير صالح للشرب , اما ماء الشرب فينبغى ان يكون ماءا صحيا , حيث يصل هذا الماء من خلال ماسورة موجودة داخل الصندوق وتمتد رأسيا الى اعلى حتى تصل اسفل الترس الاول المتصل بذراع التدوير , الذى ينقله الى فم انثى الجاموس .
ان هذه التروس تولد ايضا طاقة حرارية اثناء تحركها نتيجة للاحتكاك , وهذه الطاقة الحرارية يمكن استثمارها عن طريق ماسورة مياه تدور التروس عليها , فبينما تنتقل الحرارة الى الماء لتسخينه , تكون التروس فى ظروف عمل صحية بما يسمح بتجنب مقاومة الاحتكاك , ويؤدى ذلك الى سلاسة التحريك باقل قدر ممكن من عزم الحيوان , وبينما يتم تسخين الماء فى المواسير , فان هذا الماء سيندفع تلقائيا من اسفل الى اعلى , نتيجة لضغط البخار , ولنتصور ان صندوق التروس فى بداية تشغيله , عندئذ يسخن الهواء فى المواسير فيتصاعد الى اعلى مخلفا وراءه خلخلة ينتج عنها صعود الماء ليحل مكانه , وهذه العملية تحدث تلقائيا , وبالنسبة الى درجة حرارة هذا الماء فيمكن التحكم فيها من خلال معدل التصرف , فيمكن ان تكون فاترة او ساخنة او بخار .
ولتحسين اداء صندوق التروس فمن الممكن تصنيعه بمهنية عالية , حيث يتم وضعه فى قالب اسطوانى , ثم يتم صب الاسمنت بداخل هذا القالب , ثم يتم استخدام الية ميكانيكية لتحريك ذراع الدفع , ويستمر ذلك الى ان يجف الاسمنت تماما على صندوق التروس , فينتج عن ذلك صلابة مثالية للصندوق باستثناء مواضع التروس , هذه التروس سيتم تشحيمها قبل هذه العملية , ونظرا الى ان الاسمنت يحتوى على الماء , فانه لن يختلط بالشحم , ولضمان التشحيم الدورى لصندوق التروس فان القالب الاسمنتى عند اخر ترس سيحتوى على فتحة تصريف بمحبس , بحيث يتم اعاده تشحيم الصندوق عند الحاجة واخراج الشحم المستهلك باستخدام سائل اذابة مثل الكيروسين .
ويحتوى القالب الاسمنتى ايضا على ماسورة لماء الشرب , ومصدر ماء الشرب غير مصدر ماء التبريد ولا يتصلا ببعضهما , لان ماء التبريد سيكون ماء باطن الارض وهذا الماء سيتسرب من مخمرات بكتيرية لمخلفات الحيوانات , ولذلك فانه سيكون غير صالح للشرب , اما ماء الشرب فينبغى ان يكون ماءا صحيا , حيث يصل هذا الماء من خلال ماسورة موجودة داخل الصندوق وتمتد رأسيا الى اعلى حتى تصل اسفل الترس الاول المتصل بذراع التدوير , الذى ينقله الى فم انثى الجاموس .
وقبل الانتقال الى المولد الكهربى يستلزم اولا تحديد الطاقة الحركية التى يولدها عزم انثى الجاموس , فمن المعروف ان تحريك التروس بسرعة كبيرة يؤدى الى الإستفادة بالقصور الذاتى. .
ولتوضيح هذا الامر نضرب مثلا بشخص كتلته 75 كجم , لديه دراجة كتلتها 25 كجم , وقام هذا الشخص بحمل هذه الدراجة وسار بها مسافة معينة , فاذا كان طول الخطوة لهذا الشخص 70 سم / ث , فيمكن معرفة كمية التحرك على النحو التالى :ـ
كمية التحرك = الكتلة بالكيلو جرام × المسافة بالمتر ÷ الزمن بالثانية = (75+25) × 0.70 ÷ 1 = 70 كجم . م / ث .
ثم قام هذا الشخص بركوب الدراجة وسار بها مسافة معينة بسرعة 5 متر / ث .
فتكون كمية التحرك = (75+25) × 5 ÷ 1 = 500 كجم . م / ث ,
حيث نلاحظ ان كمية التحرك التى احدثها تساوى 7.1 ضعف كمية التحرك لو انه سار على قدميه حاملا الدراجة , كما انه لم يشعر بالتعب . ويمكن معرفة القدرة التى تولدها الدراجة بالحصان والكيلو وات على النحو التالى :ـ
القدرة بالحصان = الكتلة بالكجم × 1 متر ÷ 1 ثانية ÷ 70 =500 ÷ 70 = 7.1429 حصان .
القدرة بالكيلو وات = القدرة بالحصان × 0.745 =7.1429 × 0.745 = 5.321 ك و
هذا المثال يوضح ان تحريك الكتلة بسرعة فيجعلها تستفيد من القصور الذاتى، وكلما زادت السرعة كلما زاد القصور الذاتى .
وبالعودة الى شكل (3) نلاحظ ان الترس (13) يدور بسرعة (44.1 / ث )
فاذا كان طول محيط هذا الترس 22 سم ( سيم توضيحه لاحقا ) .
وبفرض ان هذا الترس هو عجلة دراجة .
فان سرعة هذه الدراجة = طول المحيط × السرعة = 0.22 × 44.1 = 9.702 متر / ث .
فاذا قسمنا هذا الرقم على طول الخطوة / ث = 9.702 ÷ 1.3 = 7.4631
هذه السرعة تساوى 7.46 ضعف خطوة الحيوان , وهى تشبه النسبة بين سرعة الدراجة وخطوة صاحبها , كذلك فان الحيوان لا يركب هذه الدراجة مثل راكب الدراجة , بما يعنى مزيد من الراحة للحيوان , وخاصة فى بدء التحريك , وقد يسمح ذلك بزيادة القدرة التى يمكن ان تولدها الحيوانات دون ان تتعب , ولكن ولاعتبارات انسانية فان النسبة المقررة وهى 7 اضعاف الكتلة هى نسبة ممتازة ومثالية .
ولوضع معادلة يمكن تطبيقها على جميع انواع الثدييات , فمن الممكن استنتاج كمية التحرك من كتلة الحيوان ,
فاذا كانت كتلة انثى الجاموس 350 كجم ,
فان كمية التحرك التى تسببها دون ان تشعر بالتعب تساوى 7 اضعاف هذه الكتلة = 2450 كجم . م / ث .
القدرة بالحصان = 2450 ÷ 70 = 35 حصان .
القدرة بالكيلو وات = 35 × 0.745 = 26.075 ك و س .
ونظرا الى الجاموسة تستخدم صندوق التروس للشرب بمعدل ساعتين يوميا , فانها تستطيع انتاج 52.15 كيلو وات ساعة يوميا دون ان تشعر بالتعب وخاصة ان زمن ارواء العطش فى المرة الواحدة = 15 دقيقة . ويمكن تحديد القدرة لانواع اخرى من الثدييات كما هو موضح فى الجدول التالى :ـ
ولتوضيح هذا الامر نضرب مثلا بشخص كتلته 75 كجم , لديه دراجة كتلتها 25 كجم , وقام هذا الشخص بحمل هذه الدراجة وسار بها مسافة معينة , فاذا كان طول الخطوة لهذا الشخص 70 سم / ث , فيمكن معرفة كمية التحرك على النحو التالى :ـ
كمية التحرك = الكتلة بالكيلو جرام × المسافة بالمتر ÷ الزمن بالثانية = (75+25) × 0.70 ÷ 1 = 70 كجم . م / ث .
ثم قام هذا الشخص بركوب الدراجة وسار بها مسافة معينة بسرعة 5 متر / ث .
فتكون كمية التحرك = (75+25) × 5 ÷ 1 = 500 كجم . م / ث ,
حيث نلاحظ ان كمية التحرك التى احدثها تساوى 7.1 ضعف كمية التحرك لو انه سار على قدميه حاملا الدراجة , كما انه لم يشعر بالتعب . ويمكن معرفة القدرة التى تولدها الدراجة بالحصان والكيلو وات على النحو التالى :ـ
القدرة بالحصان = الكتلة بالكجم × 1 متر ÷ 1 ثانية ÷ 70 =500 ÷ 70 = 7.1429 حصان .
القدرة بالكيلو وات = القدرة بالحصان × 0.745 =7.1429 × 0.745 = 5.321 ك و
هذا المثال يوضح ان تحريك الكتلة بسرعة فيجعلها تستفيد من القصور الذاتى، وكلما زادت السرعة كلما زاد القصور الذاتى .
وبالعودة الى شكل (3) نلاحظ ان الترس (13) يدور بسرعة (44.1 / ث )
فاذا كان طول محيط هذا الترس 22 سم ( سيم توضيحه لاحقا ) .
وبفرض ان هذا الترس هو عجلة دراجة .
فان سرعة هذه الدراجة = طول المحيط × السرعة = 0.22 × 44.1 = 9.702 متر / ث .
فاذا قسمنا هذا الرقم على طول الخطوة / ث = 9.702 ÷ 1.3 = 7.4631
هذه السرعة تساوى 7.46 ضعف خطوة الحيوان , وهى تشبه النسبة بين سرعة الدراجة وخطوة صاحبها , كذلك فان الحيوان لا يركب هذه الدراجة مثل راكب الدراجة , بما يعنى مزيد من الراحة للحيوان , وخاصة فى بدء التحريك , وقد يسمح ذلك بزيادة القدرة التى يمكن ان تولدها الحيوانات دون ان تتعب , ولكن ولاعتبارات انسانية فان النسبة المقررة وهى 7 اضعاف الكتلة هى نسبة ممتازة ومثالية .
ولوضع معادلة يمكن تطبيقها على جميع انواع الثدييات , فمن الممكن استنتاج كمية التحرك من كتلة الحيوان ,
فاذا كانت كتلة انثى الجاموس 350 كجم ,
فان كمية التحرك التى تسببها دون ان تشعر بالتعب تساوى 7 اضعاف هذه الكتلة = 2450 كجم . م / ث .
القدرة بالحصان = 2450 ÷ 70 = 35 حصان .
القدرة بالكيلو وات = 35 × 0.745 = 26.075 ك و س .
ونظرا الى الجاموسة تستخدم صندوق التروس للشرب بمعدل ساعتين يوميا , فانها تستطيع انتاج 52.15 كيلو وات ساعة يوميا دون ان تشعر بالتعب وخاصة ان زمن ارواء العطش فى المرة الواحدة = 15 دقيقة . ويمكن تحديد القدرة لانواع اخرى من الثدييات كما هو موضح فى الجدول التالى :ـ
النوع --------الكتلة كمية التحرك -----القدرة بالحصان------القدرة بالكيلو وات
فيل 5000 كجم = كمية التحرك 35000 = 500حصان = 372.5كيلو وات
خروف 40 كجم = 280كمية تحرك = 4 حصان = 2.98كيلو وات
حمار 200 كجم =1400 كمية تحرك = 20حصان = 14.9كيلو وات
كلب 25كجرام = 175كمية تحرك = 2.5حصان = 1.86كيلووات
واذا قيمنا هذه الكهرباء ماليا فى ظروف سعر الكهرباء المصرية ( 10 قروش للكيلو وات ساعة تقريبا) فان انثى الجاموس تستطيع تحقيق مبلغ 5.215 جنيها يوميا . ونظرا الى ان الكهرباء من السلع المدعومة فى مصر, وان تكلفتها الحقيقة نحو ثلاثة اضعاف هذا السعر , فان القيمة المضافة التى تحققها انثى الجاموس تعادل 15.645 جنيها يوميا , وهو مبلغ من المال يزيد عن سعر غذاء انثى الجاموس , فاذا كانت الجاموسة سوف تفقد 10% من انتاجها للحليب ( قد تثبت التجربة عكس ذلك ) فان استخدام صناديق التروس سينتج ارخص كهرباء على الاطلاق , كما انه سيحقق عائد ينافس اى مشروع استثمارى آخر , ويتم ذلك فى حدود احتمال الحيوان واقل منه كثيرا .
3ـ المولد الكهربى :ـ
يمكن تركيب مولد كهربى بحيث يستمد الحركة من الترس (13) كما هو موضح فى شكل (4) .
ولكن لان هذا الامر مازال ضمن التجريب , فان المولد الكهربى العادى كافى لاتمام المهمة ضمن القدرة الكهربية الموضحة سابقا , حيث يكون المولد الكهربى المخصص لاناث الجاموس بقدرة 26 ك.
ومثلما تم الاعتماد على كتلة الحيوان لتحديد قدرته الكهربية , فمن الممكن الاعتماد عليه ايضا فى تحديد اقطار التروس وسمكها , فاذا كان ارتفاع قامة الجاموسة من حافرييها الاماميين الى جبهتها 140 سم , فيمكن ان يكون قطر التروس 15% من طول القامة , فيكون طول قطر الترس 21 سم , هذا بالنسبة الى الجزء المحيطى من الترس المزدوج , اما الترس المحورى فهو النصف 10.5 سم , وكما لاحظنا فى شكل (1) فان عدد التروس (13) تنقسم الى (8) تروس مزدوجة و(4) تروس مفردة كبيرة و (1) ترس مفرد صغير .
اما سمك التروس فان الامر متروك الى الخبراء لتحديده , ويمكن تحديده مبدئيا بـ 11 ملليمتر .
ومن الملاحظ ان وضعية التروس وعددها سيكون متشابه لمعظم انواع الثدييات , فمثلا اذا زادت كتلة الحيوان زادت طول خطوته مما يعنى زيادة طول ذراع الدفع لتمكينه من الدوران بدون تقويس جسمه فيؤدى هذا الى دورانه (5) مرات فى الدقيقة مما يؤدى الى مساواته بالثدييات الاقل منه كتله لان ذراع الدفع المخصص لها اصغر . ولذلك فمن الممكن الاعتماد على الحيوان لتحديد مواصفات التروس وسمكها واقطارها , وكذلك ارتفاع صندوق التروس , وطول ذراع الدفع , والقدرة الكهربية للمولد , اما الثابت فهو ان عدد التروس (13) لمعظم الثدييات ,
وسيكون عدد مرات الدوران للتروس ثابت لمعظم انواع الثدييات , حيث يدور الترس (13) (44.1) مرة فى الثانية .
ونظرا الى ان متطلبات الشرح حتمت التوضيح بامثلة محددة , فان التطبيق العملى سيكون مختلفا قليلا , ولذلك فان الـ 26 ك.و , محض استنتاج نظرى قد يختلف قليلا فى التطبيق العملى , ولذلك فاننى اوصى بعدم اعتماد حساباتى الا بعد تصحيح القياسات على الطبيعة .
4ـ ماسورة ماء التبريد .
سبق توضيح ان ماء التبريد غير ماء الشرب , ذلك انه من المطلوب ان يقوم مستخدمى هذه الصناديق بانشاء نظام تصريف لمخلفات الحيوان لاتاحة الظروف الصحية لهذه الحيوانات , حيث يتم انشاء بئر للصرف باتساع وعمق يتناسب مع عدد الحيوانات المستخدمة والمتوقع من حجم مخلفاتها .
ان تنظيف المكان سيكون اوتوماتيكيا حيث يتم اطلاق ماء باسلوب الرش, بحيث تغتسل الحيوانات تلقائيا كما تتحرك مخلفاتها الى بالوعة الصرف التى تحتوى على ماسورة عامودية تنتهى الى قرب قاع البئر .
هذا البئر ستتكاثر فيه البكتيريا المححلة , حيث تقوم بتحويل مخلفات الحيوان الى سماد عضوى , وقد طور العلماء هذه المخمرات لانتاج غاز الميثان القابل للاشتعال والذى يسمح بالحصول على عائد مادى منه .
وعندما تتحلل مخلفات الحيوان , فانها تتسرب فى مسام التربة , ونظرا الى ان صناديق التروس توفر امكانية حرارية لرفع الماء الباطنى , فمن الممكن ان تمتد ماسورة التبريد الى باطن الارض عند عمق 10 امتار بما يسمح برفع هذه المياه بما تحتوى عليه من سماد عضوى , ويمكن اطلاق هذه المياة فى الحقل الزراعى المحيط بمكان الحيوانات كاسلوب للرى الحديث حيث يمكن توزيعه على الحقل باسلوب الرى بالرش او بالتنقيط او الرى بالغمر او بجهاز الرى المحورى .
ويمكن تقدير القدرة الحرارية التى يولدها صندوق التروس بنحو 10% من الطاقة المولدة , فاذا كان صندوق التروس ينتج (26 ك. و) فان الطاقة الحرارية تعادل (2.6 ك. و) , وهى طاقة كبيرة نظرا الى انها دائمة بدون انقطاع وعلى مدار 24 ساعة يوميا , بما يسمح لمياه التبريد بان تكون بديلا مثاليا للرى ذلك انها بكميات مناسب كما انها تحتوى على المخصبات العضوية المثالية ,
وسبق تحديد عدد الحيوانات بـ 12 حيوانا لكل صندوق تروس , فاذا كانت هذه الحيوانات تتوسط حقلا مساحته 12 فدانا , فان مياة التبريد كافية تماما لرى هذه المساحة بعد تقسيمها الى اجزاء ورى كل جزء على حدة , بحيث يتم رى المساحة كلها كل ثلاثة ايام , او حسب ما تقتضيه الحاجة , وهذه العملية مجانية تماما , وتوفر نحو 5% من تكلفة الانتاج الزراعى باعتبار ان الرى يتكلف هذه النسبة , ونظرا الى ان هذا النظام هو رى حديث مقنن , فانه يساوى 10% فقط من كمية المياه المستخدمة باسلوب الرى بالغمر .
وقد يكون من المناسب تجميع عدد كبير من الحيوانات فى المكان حتى تتوفر جملة مكاسب مثل اتاحة الفرصة للحيوانات بان تعيش فى قطيع , وكذلك تخفيض عدد العاملين , كما يمكن ايضا توصيل ماسورة ماء التبريد من صندوق الى آخر على التوالى , واقترح ان يتوسط مكان الحيوانات مساحة من الارض مساحتها كيلو متر مربع ( 100 هكتار ) ( حوالى 220 فدان ) .
ان نسبة حيوان واحد لكل فدان هى تقريبا النسبة الموجودة فى مصر حيث يستهلك الحيوان نصف هذه المساحة لاطعامه , والنصف الباقى للمحاصيل الزراعية .
وعلى ذلك يمكن تحديد عدد الحيوانات بنحو 220 حيوانا للكيلو متر مربع , فيمكن تركيب 18 صندوق تروس , فاذا كان المكان على شكل دائرة فيمكن ان تتوزع الصناديق بطريقة هندسية .
ان تنظيف المكان سيكون اوتوماتيكيا حيث يتم اطلاق ماء باسلوب الرش, بحيث تغتسل الحيوانات تلقائيا كما تتحرك مخلفاتها الى بالوعة الصرف التى تحتوى على ماسورة عامودية تنتهى الى قرب قاع البئر .
هذا البئر ستتكاثر فيه البكتيريا المححلة , حيث تقوم بتحويل مخلفات الحيوان الى سماد عضوى , وقد طور العلماء هذه المخمرات لانتاج غاز الميثان القابل للاشتعال والذى يسمح بالحصول على عائد مادى منه .
وعندما تتحلل مخلفات الحيوان , فانها تتسرب فى مسام التربة , ونظرا الى ان صناديق التروس توفر امكانية حرارية لرفع الماء الباطنى , فمن الممكن ان تمتد ماسورة التبريد الى باطن الارض عند عمق 10 امتار بما يسمح برفع هذه المياه بما تحتوى عليه من سماد عضوى , ويمكن اطلاق هذه المياة فى الحقل الزراعى المحيط بمكان الحيوانات كاسلوب للرى الحديث حيث يمكن توزيعه على الحقل باسلوب الرى بالرش او بالتنقيط او الرى بالغمر او بجهاز الرى المحورى .
ويمكن تقدير القدرة الحرارية التى يولدها صندوق التروس بنحو 10% من الطاقة المولدة , فاذا كان صندوق التروس ينتج (26 ك. و) فان الطاقة الحرارية تعادل (2.6 ك. و) , وهى طاقة كبيرة نظرا الى انها دائمة بدون انقطاع وعلى مدار 24 ساعة يوميا , بما يسمح لمياه التبريد بان تكون بديلا مثاليا للرى ذلك انها بكميات مناسب كما انها تحتوى على المخصبات العضوية المثالية ,
وسبق تحديد عدد الحيوانات بـ 12 حيوانا لكل صندوق تروس , فاذا كانت هذه الحيوانات تتوسط حقلا مساحته 12 فدانا , فان مياة التبريد كافية تماما لرى هذه المساحة بعد تقسيمها الى اجزاء ورى كل جزء على حدة , بحيث يتم رى المساحة كلها كل ثلاثة ايام , او حسب ما تقتضيه الحاجة , وهذه العملية مجانية تماما , وتوفر نحو 5% من تكلفة الانتاج الزراعى باعتبار ان الرى يتكلف هذه النسبة , ونظرا الى ان هذا النظام هو رى حديث مقنن , فانه يساوى 10% فقط من كمية المياه المستخدمة باسلوب الرى بالغمر .
وقد يكون من المناسب تجميع عدد كبير من الحيوانات فى المكان حتى تتوفر جملة مكاسب مثل اتاحة الفرصة للحيوانات بان تعيش فى قطيع , وكذلك تخفيض عدد العاملين , كما يمكن ايضا توصيل ماسورة ماء التبريد من صندوق الى آخر على التوالى , واقترح ان يتوسط مكان الحيوانات مساحة من الارض مساحتها كيلو متر مربع ( 100 هكتار ) ( حوالى 220 فدان ) .
ان نسبة حيوان واحد لكل فدان هى تقريبا النسبة الموجودة فى مصر حيث يستهلك الحيوان نصف هذه المساحة لاطعامه , والنصف الباقى للمحاصيل الزراعية .
وعلى ذلك يمكن تحديد عدد الحيوانات بنحو 220 حيوانا للكيلو متر مربع , فيمكن تركيب 18 صندوق تروس , فاذا كان المكان على شكل دائرة فيمكن ان تتوزع الصناديق بطريقة هندسية .
5ـ موسيقى ذاتية .
تدل الشواهد على استمتاع الحيوانات بالموسيقى والتأثر بها , فقد اعتادت قوافل الابل قديما على استخدام الشعر الايقاعى الذى يؤديه مغنى او منشد , وعلى ايقاع هذا الشعر تدب اقدام الابل . كذلك نلاحظ ان سائقى الكارو يعلقون اجراسا على رقبة الحمير او الخيول او البغال , ويبدو ان هذه الاجراس ليست مخصصة فقط لتنبيه المارة , ولكنها ايضا تسرى عن الحيوان بمتابعة هذه الاصوات وضبط خطواته على ايقاعاتها .
كذلك لاحظ الاوربيون ان الماشية الحلوب تدر البانا اكثر عند سماعها للموسيقى .
هذه الامكانية يجب توفيرها للتسرية عن الحيوانات , ويتم ذلك على النحو التالى :ـ
1ـ يتم تركيب ذراع حديدى قصير على ذراع الدفع بالقرب من صندوق التروس .
2ـ يتم تركيب طوق حديدى على الاطار الخارجى لصندوق التروس الاسطوانى الشكل , وهذا الطوق موجود عليه علب اسطوانية معدنية تتحرك دائريا على محورين احدهما علوى والآخر سفلى . فعندما يدور ذراع الدفع , فان الذراع الحديدى القصير سيلامس علبة معدنية فتدور , ويتسسب دورانها فى صدور صوت لانها تحتوى كرات معدنية مربوطة بخيوط , فعندما تدور فان الكرات تصطدم بالجدار الداخلى للعلبة فيصدر صوت , ومع استمرار دوران الحيوان فان العلب كلها ستدور , وبينما يخفت صوت احد العلب تدريجيا فانه يعود ويتجدد مرة اخرى وهكذا باستمرار .
ان هذه الآلية البسيطة , قد يكون لها تأثير عظيم على الحيوان , ويمكن من خلالها ضبط سرعة الحيوان , فاذا كانت خطوته 130 سم / ث , فان الطوق يحتوى على عدد من العلب متساوية المسافة بحيث يتتابع الصوت مع ايقاع خطوة الحيوان .
ان امكانية تطوير آلية اصدار الاصوات وتحسينها , سيقع عبؤه على المستخدمين بما يرد لهم من افكار , حيث يمكن تركيب اوتار نحاسية , او اجراس او صاجات , الى آخره , وفى جميع الاحوال يجب التأكيد على عنصر الايقاع وربطه بخطوة الحيوان , كما يمكن ان يشارك كل صندوق بصوت مميز , بحيث يتداخل مع اصوات صناديق التروس الاخرى لخلق حالة من الموسيقى , ومن الافضل ان تكون خافتة , لان الحيوانات الاخرى ستكون ـ على الارجح ـ نائمة .
كذلك لاحظ الاوربيون ان الماشية الحلوب تدر البانا اكثر عند سماعها للموسيقى .
هذه الامكانية يجب توفيرها للتسرية عن الحيوانات , ويتم ذلك على النحو التالى :ـ
1ـ يتم تركيب ذراع حديدى قصير على ذراع الدفع بالقرب من صندوق التروس .
2ـ يتم تركيب طوق حديدى على الاطار الخارجى لصندوق التروس الاسطوانى الشكل , وهذا الطوق موجود عليه علب اسطوانية معدنية تتحرك دائريا على محورين احدهما علوى والآخر سفلى . فعندما يدور ذراع الدفع , فان الذراع الحديدى القصير سيلامس علبة معدنية فتدور , ويتسسب دورانها فى صدور صوت لانها تحتوى كرات معدنية مربوطة بخيوط , فعندما تدور فان الكرات تصطدم بالجدار الداخلى للعلبة فيصدر صوت , ومع استمرار دوران الحيوان فان العلب كلها ستدور , وبينما يخفت صوت احد العلب تدريجيا فانه يعود ويتجدد مرة اخرى وهكذا باستمرار .
ان هذه الآلية البسيطة , قد يكون لها تأثير عظيم على الحيوان , ويمكن من خلالها ضبط سرعة الحيوان , فاذا كانت خطوته 130 سم / ث , فان الطوق يحتوى على عدد من العلب متساوية المسافة بحيث يتتابع الصوت مع ايقاع خطوة الحيوان .
ان امكانية تطوير آلية اصدار الاصوات وتحسينها , سيقع عبؤه على المستخدمين بما يرد لهم من افكار , حيث يمكن تركيب اوتار نحاسية , او اجراس او صاجات , الى آخره , وفى جميع الاحوال يجب التأكيد على عنصر الايقاع وربطه بخطوة الحيوان , كما يمكن ان يشارك كل صندوق بصوت مميز , بحيث يتداخل مع اصوات صناديق التروس الاخرى لخلق حالة من الموسيقى , ومن الافضل ان تكون خافتة , لان الحيوانات الاخرى ستكون ـ على الارجح ـ نائمة .
6ـ نظام التغذية .
سبق توضيح ان صندوق التروس هو المصدر الوحيد لرى عطش الحيوان , ان هذه الطريقة تسمح باطعامه بنفس الطريقة ايضا , حيث يمكن عصر العليقة الخضراء عصرا جيدا ميكانيكيا بتوظيف جزء من الطاقة الكهربية التى تنتجها الحيوانات لتشغيل معصرة , كما يمكن اضافة انواع اخرى من العليقة الجافة لتحسين قوام العليقة الخضراء التى تحتوى على نسبة 95% مياه والتى تتسبب فى سيولة مخلفات الحيوان .
كما يمكن تدفئة هذا الطعام اثناء مروره داخل القالب الاسمنتى لصندوق التروس , ويتم ذلك بتطويل الماسورة وعمل لولبة لها داخل القالب الاسمنتى , ان هذه الطريقة ممكنة وتعتبر تحسينا لطريقة تغذية الحيوانات , كما انها توفر جهدا عضليا على الحيوان , فمن المعروف ان الماشية تستهلك نصف عمرها تقريبا فى مضغ العليقة الخضراء , وهذه العملية تجعل الحيوان يحرك فكيه الكبيرين طوال الوقت , وقد تؤدى هذه الطريقة الى تعويض الحيوان عن الجهد اللازم لتحريك صندوق التروس , مما يسمح بادراره للالبان دون اى نقص , او عدم انقاص وزنه فى حال تسمينه .
وهنا ينبغى التنويه ان الصناديق توفر طاقة حرارية , وممن الممكن توظيفها لطهو الطعام ايضا , الا ان ذلك سيستهلك معظم او كل هذه الطاقة , لان الحيوان يستهلك مقدارا كبيرا من الماء والطعام , فعلى سبيل المثال لو ان الجاموس يشرب 92 لتر من الطعام السائل يوميا , فان رفع درجة حرارته من 30 درجة مئوية الى 60 درجة مئوية يستهلك طاقة مقدارها 2.7 كيلو وات ساعة يوميا وهى نصف ما ينتجه حراريا , ولذلك فمن الضرورى استبعاد هذا الخيار لتوفير ماء التبريد للرى , اما فى حالة الاستغناء عن الرى فمن الممكن طهو طعام الحيوان بمقدار ما يوفره من طاقة حرارية , حيث تصلح هذه الطاقة الحرارية الى تسخين الطعام وطهوه , ثم تبريده قبل ان يصل الى فم الحيوان عن طريق لولبة ماسورة الطعام بحيث تشغل مساحة كبيرة على حواف القالب الاسمنت .
وكما سبق توضيح ان الحيوان يستخدم صندوق التروس 8 مرات يوميا , فاذا كان يحتاج الى 80 لتر ماء + 12 كيلو جرام طعام = 92 لتر من الطعام السائل يوميا , فان المرة الواحدة يستهلك فيها 11.5 لتر , ويمكن حساب التصرف فى الثانية على النحو التالى :ـ 11500 سم مكعب ÷ (15×60) = 12.77 سم مكعب / ث
