फोरेंसिक इंजीनियरिंग

फोरेंसिक इंजीनियरिंग को विफलताओं की शोध - सेवाक्षमता से लेकर विनाशकारी तक के रूप में परिभाषित किया गया है - जो कानूनी गतिविधि को उत्पन कर सकती है, जिसमें नागरिक एवं आपराधिक दोनों सम्मिलित हैं। इसमें सामग्री विज्ञान, उत्पाद (व्यवसाय), संरचना या घटकों की शोध सम्मिलित है जो विफल हो जाते हैं या कार्य नहीं करते हैं या इरादा के अनुसार कार्य नहीं करते हैं, जिससे व्यक्तिगत चोट, संपत्ति को नुकसान या आर्थिक नुकसान होता है। विफलता के परिणाम या तो आपराधिक या नागरिक कानून के अंतर्गत कार्रवाई को जन्म दे सकते हैं, जिसमें स्वास्थ्य एवं सुरक्षा कानून, अनुबंध के कानून एवं/या उत्पाद दायित्व एवं अपकार के कानून सम्मिलित हैं, परन्तु इन तक सीमित नहीं है। यह क्षेत्र वाहनों या मशीनरी के संचालन में दुर्घटनाओं की ओर ले जाने वाली प्रक्रियाओं एवं प्रक्रियाओं से भी संबंधित है। सामान्यतः, फोरेंसिक अभियांत्रिकी शोध का उद्देश्य किसी घटक के प्रदर्शन या जीवन को बेहतर बनाने या दुर्घटना के तथ्यों को निर्धारित करने में अदालत की सहायता करने की दृष्टि से विफलता के कारण या कारणों का पता लगाना है। इसमें बौद्धिक संपदा दावों, विशेषकर पेटेंट की शोध भी सम्मिलित हो सकती है। यूएस में, फोरेंसिक इंजीनियरों को प्रत्येक राज्य से पेशेवर इंजीनियरिंग लाइसेंस की आवश्यकता होती है।

इतिहास

जैसे-जैसे इंजीनियरिंग का क्षेत्र समय के साथ विकसित हुआ है, वैसे-वैसे फोरेंसिक इंजीनियरिंग का क्षेत्र भी विकसित हुआ है। प्रारंभिक उदाहरणों में पुल की विफलताओं की शोध सम्मिलित है जैसे कि 1879 की टे ब्रिज आपदा एवं 1847 की डी ब्रिज आपदा। प्रारंभिक रेल दुर्घटनाओं ने नमूनों के तन्यता परीक्षण एवं विफल घटकों के फ्रैक्टोग्राफी के आविष्कार को प्रेरित किया है।

शोध

फोरेंसिक इंजीनियरिंग के क्षेत्र के लिए महत्वपूर्ण सामग्री, उत्पादों, संरचनाओं या घटकों से संबंधित डेटा की शोध एवं संग्रह करने की प्रक्रिया है जो विफल रही है। इसमें सम्मिलित हैं: निरीक्षण, साक्ष्य एकत्र करना, मापन, मॉडल विकसित करना, अनुकरणीय उत्पाद प्राप्त करना एवं प्रयोग करना है। अक्सर, परीक्षण एवं माप स्वतंत्र परीक्षण प्रयोगशाला या अन्य प्रतिष्ठित निष्पक्ष प्रयोगशाला में किए जाते हैं।

विश्लेषण

सुरक्षा इंजीनियरिंग के सामान्य संदर्भ में विफलता मोड एवं प्रभाव विश्लेषण (एफएमईए) एवं दोष पेड़ विश्लेषण विधियां संरचित एवं व्यवस्थित उपायों से उत्पाद या प्रक्रिया विफलता की भी शोध करती हैं। चूँकि, ऐसी सभी प्रौद्यौगिकी विफलता दर की सटीक रिपोर्टिंग एवं सम्मिलित विफलता मोड की सटीक पहचान पर निर्भर करती हैं।

फोरेंसिक विज्ञान एवं फोरेंसिक इंजीनियरिंग के मध्य कुछ सामान्य आधार हैं, जैसे कि अपराध का दृश्य एवं दुर्घटना का दृश्य विश्लेषण, सबूतों की अखंडता एवं अदालत में उपस्थिति हैं। उदाहरण के लिए, दोनों विषय ऑप्टिकल एवं स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी का व्यापक उपयोग करते हैं। वे महत्वपूर्ण सबूतों की शोध के लिए स्पेक्ट्रोस्कोपी (अवरक्त, पराबैंगनी एवं परमाणु चुंबकीय अनुनाद) के सामान्य उपयोग को भी साझा करते हैं। एक्स-रे (जैसे एक्स-रे कंप्यूटेड टोमोग्राफी), या न्यूट्रॉन का उपयोग कर रेडियोग्राफ़ भी विनाशकारी परीक्षा के प्रयास से प्रथम उनके आंतरिक दोषों के लिए मोटे उत्पादों की शोध करने में बहुत उपयोगी है। चूँकि, साधारण आवर्धक कांच किसी विशेष समस्या का कारण बता सकता है।

किसी दुर्घटना में घटनाओं के अनुक्रम के पुनर्निर्माण में ट्रेस साक्ष्य कभी-कभी महत्वपूर्ण कारक होता है। उदाहरण के लिए, सड़क की सतह पर टायर जलने के निशान वाहन की गति का अनुमान लगाने में सक्षम हो सकते हैं, जब ब्रेक लगाए गए थे एवं इसी तरह। सीढ़ी के पैर अक्सर फिसलने के समय सीढ़ी की गति का निशान छोड़ जाते हैं एवं दिखा सकते हैं कि दुर्घटना कैसे हुई। जब कोई उत्पाद बिना किसी स्पष्ट कारण के विफल हो जाता है, तो माइक्रोस्कोप में किए गए स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप एवं ऊर्जा फैलाने वाला एक्स-रे स्पेक्ट्रोस्कोपी (ईडीएक्स) आक्रामक रसायनों की उपस्थिति को प्रकट कर सकते हैं जो फ्रैक्चर या आसन्न सतहों पर निशान छोड़ गए हैं। इस प्रकार एक पॉलीओक्सिमिथिलीन प्लास्टिक पानी के पाइप का जोड़ अचानक विफल हो गया एवं उस इमारत को काफी नुकसान पहुंचा, जिसमें वह स्थित था। संयुक्त के विश्लेषण ने क्लोरीन के निशान दिखाए, जो तनाव जंग क्रैकिंग विफलता मोड का संकेत देता है। ऊपर उल्लिखित विफल ईंधन पाइप जंक्शन ने सल्फ्यूरिक एसिड से फ्रैक्चर सतह पर गंधक के निशान दिखाए, जिसने दरार की शुरुआत की थी।

डिजिटल फोटोग्राफी से भौतिक साक्ष्य निकालना फोरेंसिक दुर्घटना पुनर्निर्माण में उपयोग की जाने वाली प्रमुख प्रौद्यौगिकी है। मैच चल रहा है , photogrammetry एवं छवि सुधार प्रौद्यौगिकी का उपयोग सामान्यतः दुर्घटना के दृश्य में ली गई द्वि-आयामी तस्वीरों से त्रि-आयामी एवं ऊपर-नीचे दृश्य बनाने के लिए किया जाता है। दुर्घटना के पुनर्निर्माण के लिए अनदेखे या अन्य-दस्तावेजी साक्ष्य को तब तक पुनर्प्राप्त एवं परिमाणित किया जा सकता है जब तक कि ऐसे साक्ष्य की तस्वीरें उपलब्ध हों। वाहन सहित दुर्घटना स्थल की तस्वीरों का उपयोग करके खोए हुए साक्ष्य को पुनः प्राप्त किया जा सकता है एवं सटीक रूप से निर्धारित किया जा सकता है। फोरेंसिक सामग्री इंजीनियरिंग में धातु, चश्मा, चीनी मिट्टी की चीज़ें, मिश्रित सामग्री एवं पॉलीमर जैसी विशिष्ट सामग्रियों पर लागू होने वाली विधियाँ सम्मिलित हैं।

संगठन

नेशनल एकेडमी ऑफ फोरेंसिक इंजीनियर्स (NAFE) की स्थापना 1982 में मार्विन एम. स्पेक्टर, P.E., LS, पॉल ई. प्रित्जकर, P.E., एवं विलियम A. कॉक्स जूनियर, P.E द्वारा की गई थी। अपनी सतत शिक्षा को आगे बढ़ाने एवं पेशेवर नैतिकता एवं अभ्यास की उत्कृष्टता के उच्च मानकों को बढ़ावा देने के लिए फोरेंसिक इंजीनियरों के रूप में योग्यता एवं विशेषज्ञता रखने वाले पेशेवर इंजीनियरों की पहचान करना एवं उन्हें साथ लाना है। यह अभ्यास में सुधार करना, मानकों को ऊपर उठाना एवं फोरेंसिक इंजीनियरिंग के कारण को आगे बढ़ाना चाहता है। अकादमी में पूर्ण सदस्यता पंजीकृत पेशेवर इंजीनियरों तक सीमित है जो नेशनल सोसाइटी ऑफ़ प्रोफेशनल इंजीनियर्स (NSPE) के सदस्य भी हैं। उन्हें किसी मान्यता प्राप्त प्रमुख प्रौद्यौगिकीी इंजीनियरिंग सोसायटी के स्वीकार्य ग्रेड का सदस्य भी होना चाहिए। एनएएफई उन लोगों को संबद्ध ग्रेड की सदस्यता भी प्रदान करता है जो अभी तक सदस्य ग्रेड के लिए योग्य नहीं हैं।

उदाहरण

सड़क यातायात दुर्घटना से दाईं ओर विफल ईंधन पाइप।

सड़क यातायात दुर्घटना से टूटे हुए ईंधन पाइप का पास से चित्र।

टूटे हुए ईंधन पाइप का पास से चित्र।

बाईं ओर दिखाया गया टूटा हुआ ईंधन पाइप एक गंभीर दुर्घटना का कारण बना जब एक वैन से सड़क पर डीजल ईंधन बह गया। सामने से आ रही लॉरी से टकराने के बाद पीछे चल रही कार फिसल गई एवं चालक गंभीर रूप से घायल हो गया है। स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी या एसईएम ने दिखाया कि नायलॉन कनेक्टर बैटरी का अम्ल के एक छोटे से रिसाव के कारण स्ट्रेस जंग क्रैकिंग (एससीसी) से टूट गया था। सल्फ्यूरिक एसिड के संपर्क में आने पर नायलॉन हाइड्रोलिसिस के लिए अतिसंवेदनशील होता है, एवं एससीसी द्वारा इंजेक्शन ढाला नायलॉन 6,6 कनेक्टर में एक भंगुर दरार शुरू करने के लिए एसिड का केवल एक छोटा सा रिसाव पर्याप्त होता है। ट्यूब के व्यास में दरार को बढ़ने में लगभग 7 दिन लग गए। फ्रैक्चर सतह ने पाइप के व्यास में दरार के प्रगतिशील विकास को इंगित करने वाली धारियों के साथ मुख्य रूप से भंगुर सतह दिखाई। एक बार जब दरार भीतरी बोर में घुस गई, तो ईंधन सड़क पर रिसने लगा है।

नायलॉन 6,6 पर निम्नलिखित प्रतिक्रिया से हमला किया गया था, जो एसिड द्वारा उत्प्रेरित किया गया था:

[[image:amide hydrolysis.svgडीजल ईंधन विशेष रूप से सड़क की सतहों पर खतरनाक होता है क्योंकि यह एक पतली, तैलीय फिल्म बनाता है जिसे चालकों द्वारा आसानी से नहीं देखा जा सकता है। यह अपनी फिसलन में काली बर्फ के जैसे है, इसलिए डीजल लीक होने पर स्किड होना सामान्य बात है। वैन चालक के बीमाकर्ताओं ने दायित्व स्वीकार किया एवं घायल चालक को मुआवजा दिया गया।

अनुप्रयोग

अधिकांश विनिर्माण मॉडल में फोरेंसिक घटक होगा जो गुणवत्ता या दक्षता में सुधार के लिए प्रारंभिक विफलताओं पर नज़र रखता है। बीमा कंपनियाँ देयता या गैर-दायित्व साबित करने के लिए फोरेंसिक इंजीनियरों का उपयोग करती हैं। अधिकांश इंजीनियरिंग आपदाएं (संरचनात्मक विफलताएं जैसे पुल एवं इमारत का गिरना) शोध के फोरेंसिक तरीकों में अनुभवी इंजीनियरों द्वारा फोरेंसिक शोध के अधीन हैं। रेल दुर्घटनाओं, विमानन दुर्घटनाओं एवं घटनाओं, एवं कुछ कार दुर्घटनाओं की शोध विशेष रूप से फोरेंसिक इंजीनियरों द्वारा की जाती है जहां घटक विफलता का संदेह होता है। इसके अतिरिक्त, उपकरण, उपभोक्ता उत्पाद, चिकित्सा उपकरण, संरचनाएं, औद्योगिक मशीनरी, एवं यहां तक ​​​​कि साधारण हाथ के उपकरण जैसे हथौड़े या छेनी भी चोट या संपत्ति के नुकसान की घटनाओं पर शोध की गारंटी दे सकते हैं। चिकित्सा उपकरणों की विफलता अक्सर जीवन-महत्वपूर्ण प्रणाली है| उपयोगकर्ता के लिए सुरक्षा-महत्वपूर्ण है, इसलिए विफलताओं की रिपोर्ट करना एवं उनका विश्लेषण करना विशेष रूप से महत्वपूर्ण है। शरीर का वातावरण जटिल है, एवं इम्प्लांट (दवा) दोनों को इस वातावरण में जीवित रहना चाहिए, एवं संभावित जहरीली अशुद्धियों को नहीं छोड़ना चाहिए। उदाहरण के लिए, स्तन प्रत्यारोपण, हृदय वाल्व एवं कैथिटर के साथ समस्याएं बताई गई हैं।

नए उत्पाद के जीवन में प्रारंभिक विफलताएं निर्माता के लिए उत्पाद को सुयोग बनाने के लिए महत्वपूर्ण जानकारी हैं। नए उत्पाद विकास का उद्देश्य लॉन्च से प्रथम कारखाने में परीक्षण करके दोषों को समाप्त करना है, परन्तु कुछ इसके प्रारंभिक जीवन के समय हो सकते हैं। बाहरी वातावरण में उनके व्यवहार का अनुकरण करने के लिए उत्पादों का परीक्षण करना कौशल है, एवं उदाहरण के लिए त्वरित जीवन परीक्षण सम्मिलित हो सकता है। लॉन्च के बाद होने वाला सबसे खराब प्रकार का दोष एक जीवन-महत्वपूर्ण प्रणाली है|सुरक्षा-महत्वपूर्ण दोष, एक ऐसा दोष जो जीवन या अंग को खतरे में डाल सकता है। उनकी खोज सामान्यतः उत्पाद को याद करती है या यहां तक ​​कि बाजार से उत्पाद को पूर्ण रूप से वापस ले लेती है। उत्पाद दोष अक्सर बाथटब वक्र का अनुसरण करते हैं, उच्च प्रारंभिक विफलताओं के साथ, नियमित जीवन के समय कम दर, इसके बाद घिसावट के कारण वृद्धि होती है। राष्ट्रीय मानक, जैसे एएसटीएम इंटरनेशनल एवं बीएसआई समूह के मानक, एवं अंतर्राष्ट्रीय मानक उत्पाद की अखंडता को बढ़ाने में डिजाइनर की सहायता कर सकते हैं।

ऐतिहासिक उदाहरण

डी पुल आपदा.

दुर्घटनाओं एवं आपदाओं की शोध के लिए उपयोग किए जाने वाले फोरेंसिक उपायों के कई उदाहरण हैं, आधुनिक काल में इंगलैंड के चेस्टर में डी ब्रिज का गिरना सबसे प्रारंभिक है। इसे कच्चा लोहा शहतीर उपयोग करके बनाया गया था, जिनमें से प्रत्येक तीन बहुत बड़ी कास्टिंग से मिलकर बना था। लंबाई के साथ लोहे की सलाखों से प्रत्येक गर्डर को शक्तिशाली किया गया था। यह सितंबर 1846 में समाप्त हो गया था, एवं प्रथम रेलवे इंस्पेक्टर, जनरल चार्ल्स पास्ले द्वारा अनुमोदन के बाद स्थानीय यातायात के लिए खोला गया था। चूँकि, 24 मई 1847 को रुआबोन जाने वाली लोकल ट्रेन पुल से गिर गई। इस दुर्घटना में पांच लोगों की मौत हुई (तीन यात्री, ट्रेन गार्ड एवं लोकोमोटिव फायरमैन) एवं नौ गंभीर रूप से घायल हो गए थे। पुल रॉबर्ट स्टीफेंसन द्वारा डिजाइन किया गया था, एवं उस पर स्थानीय शोध द्वारा लापरवाही का आरोप लगाया गया था।

चूँकि संपीड़न में मजबूत, कच्चा लोहा तनाव या झुकने में भंगुर होने के लिए जाना जाता था। दुर्घटना के दिन, ट्रैक को आग पकड़ने से ट्रैक का समर्थन करने वाले ओक बीम को रोकने के लिए पुल डेक को ट्रैक गिट्टी के साथ कवर किया गया था, पुल का समर्थन करने वाले गर्डरों पर भारी अतिरिक्त भार लगाया गया था एवं संभवतः दुर्घटना को बढ़ा दिया था। लंदन के उक्सब्रिज में ग्रेट वेस्टर्न रेलवे पर हाल ही में आग लगने के कारण स्टीफेंसन ने यह सावधानी बरती, जहां इसमबार्ड किंगडम ब्रुनेल के पुल में आग लग गई एवं वह ढह गया था।

नवगठित रेलवे निरीक्षणालय द्वारा की गई प्रथम बड़ी पूछताछ में से रॉयल इंजीनियर्स के कैप्टन सीमन्स द्वारा आयोजित की गई थी, एवं उनकी रिपोर्ट ने सुझाव दिया कि गर्डर के बार-बार झुकने से यह अधिक कमजोर हो गया था, उन्होंने मुख्य गर्डर के टूटे हुए भागों की शोध की एवं पुष्टि की कि गर्डर दो जगहों पर टूटा था, प्रथम ब्रेक केंद्र में हुआ था। उन्होंने शेष गर्डरों का परीक्षण उन पर लोकोमोटिव चलाकर किया, एवं पाया कि वे बढ़ते भार के अंतर्गत कई इंच तक विक्षेपित हो गए। उन्होंने निष्कर्ष निकाला कि डिजाइन त्रुटिपूर्ण था, एवं गर्डर्स के लिए तय किए गए गढ़ा लोहे के ट्रस गर्डर्स को बिल्कुल भी शक्तिशाली नहीं करते थे, जो एक निष्कर्ष था जो जूरी द्वारा पूछताछ में भी पहुंचा था। स्टीफेंसन का डिजाइन अंतिम संरचनाओं को मजबूत करने के लिए रॉट आयरन ट्रस पर निर्भर था, परन्तु वे खुद कास्ट आयरन गर्डर्स पर लंगर डाले हुए थे, एवं पुल पर किसी भी भार के साथ विकृत हो गए थे। अन्य (विशेष रूप से स्टीफेंसन) ने तर्क दिया कि ट्रेन पटरी से उतर गई थी एवं गर्डर से टकरा गई थी, प्रभाव बल के कारण यह फ्रैक्चर हो गया था। चूँकि, गवाह ने कहा कि गर्डर प्रथम टूट गया एवं यह तथ्य कि लोकोमोटिव ट्रैक पर बना रहा, अन्यथा दिखा।

प्रकाशन

उत्पाद विफलताओं को अकादमिक साहित्य या व्यापार साहित्य में व्यापक रूप से प्रकाशित नहीं किया जाता है, आंशिक रूप से क्योंकि कंपनियां अपनी समस्याओं का विज्ञापन नहीं करना चाहती हैं। चूँकि, यह तब दूसरों को उत्पाद डिजाइन में सुधार करने के अवसर से वंचित करता है जिससे आगे की दुर्घटनाओं को रोका जा सकता है। चूँकि, प्रकाशित करने की अनिच्छा का उल्लेखनीय अपवाद जर्नल इंजीनियरिंग विफलता विश्लेषण है, यूरोपीय संरचनात्मक अखंडता समाज के साथ संबद्धता में प्रकाशित, जो विभिन्न परिस्थितियों में विफल होने वाले विभिन्न उत्पादों की विस्तृत श्रृंखला के विषय के अध्ययन को प्रकाशित करता है। पाठ्यपुस्तकों की संख्या भी बढ़ती जा रही है।

भवनों, पुलों एवं अन्य संरचनाओं की विफलताओं से समझने वाला एवं उल्लेखनीय प्रकाशन, निर्मित सुविधाओं के प्रदर्शन का जर्नल है, जिसे अमेरिकन सोसायटी ऑफ सिविल इंजीनियर्स द्वारा फोरेंसिक इंजीनियरिंग पर अपनी प्रौद्यौगिकीी परिषद की छत्रछाया में प्रकाशित किया जाता है।

यह भी देखें

• विफलता मोड और प्रभाव विश्लेषण
• यातायात का टकराव
• भयावह विफलता
• साक्ष्य पैकेजिंग
• असफलता विश्लेषण
• फोरेंसिक रसायन
• फोरेंसिक इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग
• फोरेंसिक पहचान
• फोरेंसिक सामग्री इंजीनियरिंग
• फोरेंसिक फोटोग्राफी
• फोरेंसिक पॉलिमर इंजीनियरिंग
• फोरेंसिक विज्ञान – Application of science to criminal and civil laws
• [[फ्रैक्टोग्राफी

|फ्रैक्टोग्राफी

]]

• तनाव-तनाव विश्लेषण
• संरचनात्मक विश्लेषण – Calculation of structural loads
• संरचनात्मक अखंडता और विफलता – Ability of a structure to support a designed structural load without breaking
• ट्रेस साक्ष्य
• यातायात टक्कर पुनर्निर्माण

अग्रिम पठन

• Introduction to Forensic Engineering (The Forensic Library) by Randall K. Noon, CRC Press (1992).
• Forensic Engineering Investigation by Randall K. Noon, CRC Press (2000).
• Forensic Materials Engineering: Case Studies by Peter Rhys Lewis, Colin Gagg, Ken Reynolds, CRC Press (2004).
• Peter R Lewis and Sarah Hainsworth, Fuel Line Failure from stress corrosion cracking, Engineering Failure Analysis,13 (2006) 946–962...
• National Academy of Forensic Engineers
• Introduction to Forensic Engineering. OpenLearn. Open University
• Forensic Engineering by Origin and Cause

Journals

• The Journal Engineering Failure Analysis
• Forensic Engineering. Proceedings of the Institution of Civil Engineers