Ý tưởng xây dựng đô thị bằng dung nham núi lửa

Trong quá trình tự nhiên, dung nham nguội đi trên bề mặt chảy qua tạo nên đá núi lửa như đá bazan. Còn trong dự án Lavaforming thì đá nóng chảy được xem như một dạng vật liệu xây dựng mới có thể đóng thành tường, cột hay thành phần kiến trúc khác góp phần hình thành khu dân cư. Cùng với đội ngũ cộng tác, s.ap arkitektar thực hiện một bộ phim phác họa tầm nhìn công nghệ xây dựng này trở thành hiện thực vào năm 2050.

S.ap arkitektar do kiến trúc sư Arnhildur Palmadottir cùng con trai là Arnar Skarphedinsson thành lập, tập trung nghiên cứu và thử nghiệm cách thức biến bất cứ thứ gì đó vốn bị xem như mối đe dọa thành nguồn tài nguyên tái tạo dùng cho xây dựng công trình bền vững.

Cảnh trong phim phác họa tầm nhìn sử dụng dung nham làm vật liệu xây dựng vào năm 2050 - Ảnh: s.ap arkitektar

Triển vọng của “đô thị dung nham”

Iceland là một trong số khu vực núi lửa hoạt động mạnh nhất thế giới, lại nằm trên khe nứt giữa 2 mảng kiến tạo. Là nơi có khoảng 30 hệ thống núi lửa, trung bình cứ 5 năm nước này lại hứng chịu một đợt phun trào.

Ở đợt phun trào Holuhraun năm 2014, bà Palmadottir nhận ra có “lượng lớn vật liệu phun lên từ lòng đất” mà con người có thể sử dụng để xây dựng cả một thành phố trong 1 tuần. Vài năm sau Lavaforming ra đời như dự án thử nghiệm, cũng như nhằm mục đích phê phán tình trạng phụ thuộc bê tông (vật liệu phát thải lớn khi sản xuất) của ngành kiến trúc.

“Chúng tôi nghĩ rằng dung nham có thể cạnh tranh với bê tông, nhưng bền vững hơn. Dung nham sở hữu tất cả tính chất vật lý mà bê tông có, tùy thuộc cách nó nguội đi”, theo bà Palmadottir. Nữ kiến trúc sư lý giải dung nham lúc nguội nhanh sẽ biến thành vật liệu như thủy tinh, còn lúc nguội chậm nhiều khả năng sẽ kết tinh nên phù hợp làm cột hay thành phần kiến trúc khác. Đặc biệt nếu nguội nhanh và có không khí bên trong thì dung nham tạo ra vật liệu giống đá bọt (nhiều lỗ bên trong) cách nhiệt tốt.

Bà Palmadottir nhấn mạnh dù sao dung nham nóng phun trào cũng phát thải carbon bất kể được làm mát hay sử dụng ra sao, vì vậy dùng chúng thay thế bê tông giúp tránh phát thải thêm sẽ tốt hơn.

Đúc dung nham thành công trình

S.ap arkitektar đề xuất 3 phương án dùng dung nham. Đầu tiên là cẩn thận thiết lập mạng lưới rãnh dưới chân núi lửa để dẫn dung nham nóng chảy đến điểm xây dựng, tạo nên tường hoặc móng công trình. Rãnh cũng có thể dẫn dung nham đến nhà máy sản xuất gạch. Với cách này cộng đồng dân cư quanh núi lửa được bảo vệ khỏi dung nham khi phun trào xảy ra.

Phương pháp thứ 2 là khai thác công nghệ in 3D. Trong tương lai sẽ có robot sử dụng dung nham để in từng thành phần kiến trúc. Hiện tại chưa có robot như vậy.

Phương pháp thứ 3 là dẫn dung nham dưới lòng đất vào các buồng đặc biệt nơi chúng nguội đi thành thành phần kiến trúc đúc sẵn. Cách tiếp cận như vậy tương tự phương pháp khai thác địa nhiệt từ lõi Trái đất. Tuy nhiên s.ap arkitektar chưa rõ làm vậy có an toàn về mặt địa chất hay không.

Lavaforming chưa hoàn thiện và phụ thuộc vào tiến bộ công nghệ sắp tới. Từ năm 2022 s.ap arkitektar đã hợp tác với nhiều nhà khoa học phát triển các mô hình dự đoán dòng dung nham rồi phác họa qua phần mềm 3D.

Đá núi lửa không phải vật liệu xây dựng mới mà đã được sử dụng để xây tường hay làm cốt liệu trong bê tông. Pháo đài Qasr al-Azraq xây vào thế kỷ 13 ở Jordan, lâu đài Chateau d'Anjony thế kỷ 15 ở Pháp, cổng Ấn Độ năm 1924 tại thành phố Mumbai, nhà máy rượu vang Dominus năm 1997 tại Mỹ, Bảo tàng Địa chất Nài Sơn năm 2021 tại Trung Quốc… đều dùng đến đá bazan (loại đá núi lửa phổ biến nhất).

Nhưng ý tưởng của s.ap arkitektar rất khác biệt. Công ty muốn xử lý dung nham ở trạng thái nóng chảy, làm mát một cách có kiểm soát, tạo nên nhiều thành phần kiến trúc khác nhau.

Cẩm Bình