फोरेंसिक इंजीनियरिंग

फोरेंसिक इंजीनियरिंग को विफलताओं की शोध सेवाक्षमता एवं विनाशकारी रूप में परिभाषित किया गया है - जो नियम गतिविधि को उत्पन कर सकती है, जिसमें नागरिक एवं आपराधिक दोनों सम्मिलित हैं। इसमें सामग्री विज्ञान, उत्पाद (व्यवसाय), संरचना या घटकों का शोध सम्मिलित है जो विफल हो जाते हैं या कार्य नहीं करते हैं, जिससे व्यक्तिगत चोट, संपत्ति को हानि या आर्थिक हानि होती है। विफलता के परिणाम या तो आपराधिक या नागरिक नियम के अंतर्गत कार्रवाई को उत्पन कर सकती है, जिसमें स्वास्थ्य एवं सुरक्षा नियम, अनुबंध के नियम या उत्पाद दायित्व एवं अपकार के नियम सम्मिलित हैं, एवं  यह क्षेत्र वाहनों या मशीनरी के संचालन में दुर्घटनाओं की प्रक्रियाओं से संबंधित है। सामान्यतः,  फोरेंसिक अभियांत्रिकी शोध का उद्देश्य किसी घटक के प्रदर्शन या जीवन को सुयोग बनाने या दुर्घटना के तथ्यों को निर्धारित करने में अदालत की सहायता करने की दृष्टि से विफलता के कारणों को  ज्ञात करता है। इसमें बौद्धिक संपदा, विशेषकर पेटेंट का शोध भी सम्मिलित है। यूएस में, फोरेंसिक इंजीनियरों को प्रत्येक राज्य से  व्यवसायिक  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 का शोध सम्मिलित है जैसे कि 1879 की टे ब्रिज आपदा एवं 1847 की डी ब्रिज आपदा है। प्रारंभिक रेल दुर्घटनाओं 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 का 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। 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 का भी शोध करती हैं। चूँकि, ऐसी सभी प्रौद्यौगिकी विफलता दर की त्रुटिहीन रिपोर्टिंग एवं 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, प्रमाणों की अखंडता एवं अदालत में उपस्थिति हैं। उदाहरण के लिए, दोनों विषय ऑप्टिकल एवं स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी का व्यापक उपयोग करते हैं। वे महत्वपूर्ण प्रमाणों  की शोध के लिए स्पेक्ट्रोस्कोपी (अवरक्त, पराबैंगनी एवं परमाणु चुंबकीय अनुनाद) के सामान्य उपयोग को अध्यन 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 शोध करने में अधिक 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 महत्वपूर्ण कारक होता है। उदाहरण के लिए, सड़क की सतह पर टायर जलने के चिन्ह वाहन की गति का अनुमान लगाने में सक्षम हो सकते हैं, जब ब्रेक लगाए गए थे। सीढ़ी के पैर प्रायः फिसलने के समय सीढ़ी की गति का चिन्ह 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 चिन्ह छोड़ गए हैं। इस प्रकार पॉलीओक्सिमिथिलीन प्लास्टिक पानी के पाइप का जोड़ विफल हो गया एवं उस भवन को काफी हानि पहुंचा, जिसमें वह स्थित था। संयुक्त के विश्लेषण ने क्लोरीन के चिन्ह 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 चिन्ह दिखाए, जिसने छेद की शुरुआत की थी।

डिजिटल फोटोग्राफी से भौतिक साक्ष्य निकालना फोरेंसिक दुर्घटना पुनर्निर्माण में उपयोग की जाने वाली प्रमुख प्रौद्यौगिकी है। मैचिंग चल रही है, फोटोग्राममेट्री एवं चित्र सुधार प्रौद्यौगिकी का उपयोग सामान्यतः दुर्घटना के दृश्य में ली गई द्वि-आयामी चित्रों से त्रि-आयामी एवं ऊपर-नीचे दृश्य बनाने के लिए किया जाता है। दुर्घटना के पुनर्निर्माण के लिए अन्य-दस्तावेजी साक्ष्य को तब तक पुनर्प्राप्त एवं परिमाणित किया जा सकता है जब तक कि ऐसे साक्ष्य की चित्र उपलब्ध हों। वाहन सहित दुर्घटना स्थल की तस्वीरों का उपयोग करके विलुप्त हुए साक्ष्य को पुनः प्राप्त किया जा सकता है एवं त्रुटिहीन 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 प्रस्तावित होने वाली विधियाँ सम्मिलित हैं।

संगठन
नेशनल एकेडमी ऑफ फोरेंसिक इंजीनियर्स (एनएएफई) की स्थापना 1982 में मार्विन एम. स्पेक्टर, पीई, एलएस, पॉल ई. प्रित्जकर, पीई., एवं विलियम ए. कॉक्स जूनियर, पीई द्वारा की गई थी। अपनी सतत शिक्षा को आगे बढ़ाने एवं व्यवसायिक नैतिकता एवं अभ्यास की उत्कृष्टता के उच्च मानकों को बढ़ावा देने के लिए फोरेंसिक इंजीनियरों के रूप में योग्यता एवं विशेषज्ञता रखने वाले व्यवसायिक  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। शैक्षिक में पूर्ण सदस्यता पंजीकृत व्यवसायिक  इंजीनियरों तक सीमित है जो नेशनल सोसाइटी ऑफ़ प्रोफेशनल इंजीनियर्स (एनएसपीई) के सदस्य भी हैं। उन्हें किसी मान्यता प्राप्त प्रमुख प्रौद्यौगिकी 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
बाईं ओर दिखाया गया विभक्ता हुआ ईंधन पाइप जटिल दुर्घटना का कारण बना जब वैन से सड़क पर डीजल ईंधन बह गया। सामने से आ रही लॉरी से टकराने के पश्चात 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 छोटे से रिसाव के कारण स्ट्रेस जंग क्रैकिंग (एससीसी) से विभक्त गया था। सल्फ्यूरिक एसिड के संपर्क में आने पर नायलॉन हाइड्रोलिसिस के लिए अतिसंवेदनशील होता है, एवं एससीसी द्वारा एकाकी नायलॉन 6,6 कनेक्टर में भंगुर दरार प्रारम्भ करने के लिए एसिड का केवल 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 चिन्हित करने वाली धारियों के साथ मुख्य रूप से भंगुर सतह दिखाई देती है। जब दरार बोर में घुस गई, तो ईंधन सड़क पर रिसने लगा है।

नायलॉन 6,6 पर निम्नलिखित प्रतिक्रिया से विरोध किया गया था, जो एसिड द्वारा उत्प्रेरित किया गया था:
 * डीजल ईंधन विशेष रूप से सड़क की सतहों पर भयानक होता है क्योंकि यह पतली, तैलीय फिल्म बनाता है जिसे चालकों द्वारा सरलता से नहीं देखा जा सकता है। यह अपनी फिसलन में काली बर्फ के जैसे है, इसलिए डीजल लीक होने पर स्किड होना सामान्य है। वैन चालक के बीमाकर्ताओं ने दायित्व स्वीकार किया एवं घायल चालक को छतिपूर्ति दिया गया है।

अनुप्रयोग
अधिकांश विनिर्माण मॉडल में फोरेंसिक घटक होगा जो गुणवत्ता या दक्षता में सुधार के लिए प्रारंभिक विफलताओं पर निरीक्षण रखता है। बीमा कंपनियाँ या अन्य-दायित्व प्रमाणित करने के लिए फोरेंसिक इंजीनियरों का उपयोग करती हैं। अधिकांश इंजीनियरिंग आपदाएं (संरचनात्मक विफलताएं जैसे पुल एवं इमारत का गिरना) शोध के फोरेंसिक उपायों में अनुभवी इंजीनियरों द्वारा फोरेंसिक शोध किया गया 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 उपकरणों, एवं यहां तक ​​​​कि साधारण हाथ के उपकरण जैसे हथौड़े या छेनी भी चोट या संपत्ति के हानि की घटनाओं पर शोध की अस्वासन दे सकते हैं। चिकित्सा उपकरणों की विफलता प्रायः 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 प्रारम्भ से प्रथम कारखाने में परीक्षण करके दोषों को समाप्त करना है, परन्तु 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। प्रारम्भ के पश्चात होने वाला सबसे खराब दोष जीवन-महत्वपूर्ण प्रणाली है | सुरक्षा-महत्वपूर्ण दोष, ऐसा दोष जो जीवन या अंग खतरे में पड़ सकता है। उनकी शोध सामान्यतः उत्पाद को याद करती है या बाजार से उत्पाद को पूर्ण रूप से वापस ले लेती है। उत्पाद दोष प्रायः बाथटब वक्र का अनुसरण करते हैं, उच्च प्रारंभिक विफलताओं के साथ, नियमित जीवन के समय कम दर, इसके पश्चात 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
दुर्घटनाओं एवं आपदाओं के 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 बड़ी कास्टिंग से मिलकर बना था। लंबाई के साथ लोहे की सतहों 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 पश्चात 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 घायल हो गए थे। पुल रॉबर्ट स्टीफेंसन द्वारा डिजाइन किया गया था, एवं उस पर स्थानीय शोध द्वारा ध्यानरहित होने का आक्षेप लगाया गया था।

चूँकि संपीड़न में शक्तिशाली, 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 अतिरिक्त भार लगाया गया था एवं संभवतः दुर्घटना को बढ़ा दिया था। लंदन के उक्सब्रिज में ग्रेट वेस्टर्न रेलवे में आग लगने के कारण स्टीफेंसन ने यह सावधानी की, 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 विचार दिया कि गर्डर के बार-बार झुकने से यह अधिक शक्तिहीन हो गया था, उन्होंने मुख्य गर्डर के विभक्ते हुए भागों की शोध एवं पुष्टि की कि गर्डर दो जगहों पर विभक्त 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 भी शक्तिशाली नहीं बनाते थे, जिसका निष्कर्ष था कि जूरी द्वारा शोध में भी पहुंचा था। स्टीफेंसन का डिजाइन अंतिम संरचनाओं को शक्तिशाली बनाने के लिए रॉट आयरन ट्रस पर निर्भर था, परन्तु वे 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, प्रमाण ने कहा कि गर्डर प्रथम विभक्त गया एवं यह तथ्य है कि लोकोमोटिव ट्रैक पर बना रहा है।

प्रकाशन
उत्पाद विफलताओं को शैक्षिक साहित्य या व्यापार साहित्य में व्यापक रूप से प्रकाशित नहीं किया जाता है, क्योंकि कंपनियां अपनी समस्याओं का विज्ञापन नहीं करना चाहती हैं। चूँकि, यह तब दूसरों को उत्पाद डिजाइन में सुधार करने के प्रायः से वंचित करता है जिससे आगे की दुर्घटनाओं को रोका जा सकता है। चूँकि, प्रकाशित करने की अनिच्छा का उल्लेखनीय विरोध 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 प्रौद्यौगिकी परिषद की छत्रछाया में प्रकाशित किया जाता है।

यह भी देखें

 * विफलता मोड और प्रभाव विश्लेषण

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