Bất ngờ ý tưởng kiến tạo một thành phố xây dựng từ dung nham trong tương lai

VHO - Một dự án đầy tham vọng từ công ty s.ap arkitektar của Iceland tại Triển lãm Kiến trúc Venice năm nay (diễn ra đến ngày 23.11), đã đề xuất hình thành một thành phố dung nham mới.

Những ngọn núi lửa bốc cháy tạo ra dung nham từ lâu đã là một lực không thể kiểm soát, phá hủy các tòa nhà và khu dân cư. 

Tuy nhiên, nếu lực dung nham đó có thể được chuyển hướng và khai thác hiệu quả để tạo ra một thành phố mới thì sao?

Trong khi dung nham tự nhiên nguội đi sẽ trở thành đá núi lửa như đá bazan, thì dự án "Lavaforming" lại hình dung đá nóng chảy như một dạng vật liệu xây dựng mới để đóng thành tường, cột và các yếu tố kiến trúc khác tạo ra một khu định cư mới. 

Cùng với những người cộng tác, s.ap arkitektar đã thực hiện một bộ phim tưởng tượng đến năm 2150, khi công nghệ xây dựng phát triển và định hình lại thế giới trong quá trình này.

Arnhildur Pálmadóttir và con trai là Arnar Skarphéðinsson đã thành lập công ty kiến trúc s.ap arkitektar, trong đó tập trung vào nghiên cứu và thử nghiệm mới nhằm biến mối đe dọa thành nguồn tài nguyên tái tạo thành các tòa nhà bền vững. 

Tương lai của các thành phố dung nham

Iceland là một trong những vùng núi lửa hoạt động mạnh nhất thế giới, nằm trên một khe nứt giữa hai mảng kiến tạo. Là nơi có khoảng 30 hệ thống núi lửa, quốc gia này trung bình trải qua các đợt phun trào cứ 5 năm một lần.

 Trong vụ phun trào Holuhraun năm 2014, bà Pálmadóttir nhận ra rằng có "một lượng lớn vật liệu phun lên từ mặt đất.

"Chúng ta có thể xây dựng cả một thành phố trong một tuần với số vật liệu đó. Dung nham có thể cạnh tranh với bê tông, nhưng bền vững hơn", Pálmadóttir nghĩ như vậy.

Bà Pálmadóttir giải thích dung nham có tất cả các tính chất vật chất mà bê tông có, tùy thuộc vào cách nó nguội đi. Dung nham nguội nhanh sẽ biến thành vật liệu cứng giống như thủy tinh — đá vỏ chai. 

Nếu nguội chậm, dung nham nhiều khả năng kết tinh hơn, có thể phù hợp để tạo ra cột và các thành phần cấu trúc.

Trong khi đó, nếu dung nham nguội nhanh và cũng có không khí trong đó, thì một vật liệu giống như đá bọt, có khả năng cách nhiệt cao sẽ được tạo ra.

Bà cho biết, dù sao thì cacbon phát ra từ dung nham nóng của núi lửa cũng sẽ được giải phóng vào khí quyển, dù được làm mát và sử dụng. Vì vậy tốt hơn là tận dụng tối đa và tránh phát thải thêm từ quá trình sản xuất bê tông.

Đúc dung nham thành các cấu trúc

Công ty s.ap arkitektar đã đưa ra ba phương pháp suy đoán để biến dung nham thành kiến trúc.

Đầu tiên, các mạng lưới rãnh được thiết kế cẩn thận được đào dưới chân núi lửa đang hoạt động để dẫn dung nham nóng chảy từ các vụ phun trào vào.
Tại đây, dung nham có thể nguội lại để tạo thành các bức tường hoặc nền móng kết cấu cho một thành phố.

Các rãnh như vậy cũng có thể dẫn dung nham vào nhà máy đúc dung nham thành gạch để di chuyển và sử dụng ở nơi khác. 

Hy vọng là bằng cách chuyển hướng dung nham vào các rãnh, các cộng đồng xung quanh sẽ được bảo vệ khỏi lực phá hoại của dung nham trong quá trình phun trào.

Phương pháp thứ hai khai thác công nghệ in 3D. Hãy hình dung các rô-bốt in 3D trong tương lai có thể di chuyển qua một cảnh quan dung nham nóng chảy sau một vụ phun trào và sử dụng dung nham để "in" các thành phần của tòa nhà. Tuy nhiên, công nghệ dành cho những rô-bốt như vậy vẫn chưa tồn tại.

Dự án "Lavaforming" bắt đầu như một "thí nghiệm tư duy", Skarphéðinsson nói thêm. 

Dự án này cũng nhằm giảm sự phụ thuộc của ngành xây dựng vào bê tông và lượng khí thải carbon phát sinh từ quá trình sản xuất bê tông. 

Thứ ba, kỹ thuật liên quan đến việc khai thác magma dưới lòng đất, dẫn dung nham vào các khoang mới được xây dựng đặc biệt, nơi nó có thể nguội thành các thành phần kiến trúc đúc sẵn, có thể sao chép được. 

Nhóm nghiên cứu tin rằng việc tiếp cận magma ngầm như vậy sẽ tương tự như sản xuất năng lượng địa nhiệt — khai thác nhiệt từ lõi Trái đất và là nguồn năng lượng quan trọng ở Iceland.

Mặc dù vậy, công ty s.ap arkitektar vẫn chưa đánh giá xem liệu quá trình như vậy có an toàn về mặt địa chất hay không.

Các kiến trúc sư thừa nhận rằng tính thực tế của dự án "Lavaforming" vẫn chưa được hoàn thiện đầy đủ và phụ thuộc vào nghiên cứu và phát triển công nghệ.

Nhưng những người tham gia đều cảm thấy đề xuất đang trở nên thực tế hơn khi dự án phát triển. 

Kể từ khi dự án ra mắt vào năm 2022, s.ap arkitektar đã thúc đẩy chương trình hợp tác với các nhà khoa học, những người đã nghiên cứu các mô hình dự đoán dòng dung nham và hình dung chúng trong phần mềm 3D.

Từ đó, các công trình nghiên cứu đã tạo ra mô phỏng dòng dung nham cho các vụ phun trào ở Iceland và thực hiện "các thử nghiệm dung nham", trong đó đá núi lửa được nung nóng để trở thành dung nham nóng chảy trở lại và làm nguội theo những cách có kiểm soát để tạo ra các thành phần xây dựng nguyên mẫu.

“Dựa vào các vụ phun trào theo thời gian và địa điểm, s.ap tin rằng ý tưởng của họ có thể tạo ra giá trị ở Iceland - nơi có hoạt động núi lửa, cũng như các địa điểm khác có "dung nham chảy chậm", bà Pálmadóttir cho biết.