Những khối xi măng nhỏ làm từ tro núi lửa được rải khắp phòng thí nghiệm của Joel Maquiling trong khi nhà khoa học người Philippines hào hứng giải thích về những ứng dụng thực tế tiềm năng của vật liệu bê tông này.
Cùng với hai nhà nghiên cứu khác, Maquiling đang dẫn đầu một nghiên cứu về hàng tấn tro bụi do núi lửa Taal phun ra ở phía nam Manila trong một vụ phun trào lớn cách đây 5 năm, đặt ra những thách thức về cách xử lý lượng chất thải này.
Thay vì xử lý vật liệu pyroclastic chỉ như chất thải, các nhà khoa học đã nghiên cứu xem tro núi lửa có thể được sử dụng trong các ứng dụng xây dựng hay không.
Cho đến nay, kết quả thu được thật đáng kinh ngạc: Bằng cách trộn vật liệu này với xi măng, các nhà nghiên cứu đã tạo ra những khối xây dựng mà họ cho biết có thể được sử dụng làm lá chắn chống lại bức xạ có hại.
Vật liệu này sau đó có thể được sử dụng trong bệnh viện, khu công nghiệp và cơ sở hạt nhân. Quan trọng hơn, nó có thể là một giải pháp thay thế cho các vật liệu xây dựng đắt tiền khác như bê tông và chì, vốn có thể ít thân thiện với môi trường hơn.
Maquiling và nhóm của mình bắt đầu phát triển “các loại địa trùng hợp” hay các vật liệu địa chất hiếm từ chất thải của các sự kiện thảm khốc tự nhiên, chẳng hạn như phun trào núi lửa.
Vụ phun trào của núi lửa Taal vào tháng 1/2020 , nằm cách Manila khoảng 64 km (40 dặm), đã đặt ra cho Maquiling một thách thức về việc phải làm gì với hàng tấn chất thải mà ngọn núi này thải ra.
Ba người đàn ông, bị bao quanh bởi tro bụi và cây chết trên núi lửa Taal, đang tìm kiếm những vật dụng để cứu hộ, ngày 14/1/2020. (Jojo Riñoza/BenarNews)
Sau vụ phun trào, các phóng viên và nhiếp ảnh gia của BenarNews đã đến hiện trường thảm họa. Máy ảnh của họ đã ghi lại những cảnh tượng tàn phá kinh hoàng, bao gồm một bức ảnh về một sườn núi lửa bị chôn vùi trong tro bụi.
Maquiling nói với BenarNews: "Một điều chúng tôi muốn làm là tạo ra những vật liệu có độ bền nén lớn hơn, có thể chịu được áp suất lớn hơn, lực lớn hơn".
Maquiling cho biết nhóm của ông cũng đã thử nghiệm xem việc trộn bê tông với các vật liệu khác có làm thay đổi tính chất của nó hay không.
“Ví dụ, nếu chúng có thể bảo vệ bạn khỏi sự cố tan chảy bức xạ tự nhiên hoặc thảm khốc, hoặc thứ gì đó giống như sự kiện hạt nhân thì sao? Câu hỏi tiếp theo là, nếu có những đặc tính khác từ vật liệu cơ sở hạ tầng mạnh mẽ đó có thể bảo vệ chúng ta khỏi chiến tranh hạt nhân, ví dụ như sự cố tan chảy hạt nhân hoặc phơi nhiễm bức xạ thì sao? Và đó là những gì chúng tôi tìm thấy trong này”, ông nói.
Tiến sĩ Joel Maquiling cho xem một mẫu xi măng khối làm từ tro núi lửa Taal trong cuộc phỏng vấn với BenarNews tại Đại học Ateneo de Manila ở Thành phố Quezon, Philippines, ngày 19 tháng 2 năm 2025. (Jojo Riñoza/BenarNews)
Họ phát hiện ra rằng việc kết hợp tro núi lửa từ Taal với các cốt liệu khác sẽ tạo ra một vật liệu bê tông chắc hơn và tăng cường “khả năng che chắn” bức xạ.
Maquiling cho biết các ứng dụng thực tế bao gồm sử dụng vật liệu trong bệnh viện và viện nghiên cứu. Hoặc trong tương lai, nó có thể được sử dụng làm vật liệu cho các tòa nhà hoặc nhà ở tại một quốc gia dễ xảy ra thiên tai như Philippines, ông cũng cho biết.
Một bản tin đầu tháng này từ Đại học Ateneo cũng nêu bật những lợi ích tiềm năng của vật liệu này.
“Việc che chắn bức xạ là điều cần thiết đối với các bệnh viện, khu công nghiệp và cơ sở hạt nhân. Những nơi này sử dụng bức xạ ion hóa cho các mục đích có lợi như giúp bác sĩ điều trị các cơ quan bị bệnh và xương gãy; tìm kiếm điểm yếu về mặt kết cấu trong các tòa nhà; hoặc giúp khử trùng thực phẩm để kéo dài thời hạn sử dụng”, báo cáo cho biết.
“Mặc dù hữu ích, nhưng việc tiếp xúc với bức xạ ion hóa có thể gây hại trong thời gian dài – do đó cần phải che chắn. Tuy nhiên, các vật liệu hiện có như bê tông và chì có thể đắt tiền và gây nguy hiểm cho môi trường. Vật liệu xây dựng làm từ tro núi lửa cung cấp một giải pháp thay thế [có khả năng] bền vững và nhẹ”, báo cáo cũng cho biết.
Núi lửa Taal nhìn từ ca nô, ngày 14 tháng 1 năm 2020. (Jason Gutierrez/BenarNews)
Trong khi Maquiling thừa nhận rằng việc hoàn thành nghiên cứu này vẫn còn rất xa vời, thì kết quả ban đầu của nghiên cứu mang tính đột phá này rất hứa hẹn.
Phòng thí nghiệm của ông cũng đang thu thập tro từ các ngọn núi lửa khác rải rác ở Philippines, quốc gia nằm trên vành đai lửa Thái Bình Dương, nơi thường xuyên xảy ra phun trào núi lửa và động đất do các mảng kiến tạo dịch chuyển ở lưu vực đại dương.
Có 24 ngọn núi lửa đang hoạt động ở Philippines, bao gồm cả Taal. Khi Taal phun trào mà không có cảnh báo vào tháng 1/2020, vụ phun trào đã khiến các chuyên gia thảm họa bất ngờ, đóng cửa các sân bay của Manila và gây ra tình trạng di tản hàng loạt.
Một năm sau, núi lửa phun tro bụi và mảnh vỡ lên bầu trời cao tới 1 km, khiến bầu trời ở những khu vực lân cận như Manila trở nên tối sầm.
Taal cao 311 mét, nằm trên một hòn đảo bên trong một hồ nước, cũng được coi là một trong những ngọn núi lửa nguy hiểm nhất thế giới. Một vụ phun trào vào năm 1754 được cho là kéo dài 7 tháng, các chuyên gia cho biết.
Melvin Ocampo rửa tro khỏi con ngựa của mình, khi khói phun ra từ núi lửa Taal, ở thị trấn Balete, Philippines, ngày 13 tháng 1 năm 2020. (Jojo Riñoza/BenarNews)
Vì vật liệu núi lửa rất phong phú ở Philippines nên phát hiện của nhóm Maquiling có thể mang lại giải pháp thiết thực để quản lý chất thải thảm họa, đồng thời tăng cường an toàn ở những khu vực quan trọng, mặc dù ông cho biết vẫn cần phải nghiên cứu thêm.
Maquiling cho biết bước đột phá này chỉ cho thấy rằng trong khi các sự kiện thảm khốc có quy mô như trong Kinh thánh không thể tránh khỏi thì vẫn có thể có những sáng kiến cứu người từ chúng.
