Giải pháp in 3D xây trường học nhanh thần tốc trong khu chiến sự

Chỉ mất 40 giờ đồng hồ, các bức tường của dự án thí điểm trường tiểu học Lviv (Ukraine) đã được hoàn thiện nhờ chiếc máy in 3D COBOD.

Theo Jean-Christophe Bonis, người sáng lập Team4UA - tổ chức phi lợi nhuận chịu trách nhiệm về dự án thí điểm, đây là cơ sở giáo dục in 3D đầu tiên ở châu Âu và là tòa nhà đầu tiên in 3D ở vùng chiến sự.

“Tôi không phải thợ xây, cũng không muốn trở thành kiến trúc sư hay nhà phát triển. Thông qua robot và trí tuệ nhân tạo (AI), thông qua công nghệ, chúng tôi mong muốn đẩy nhanh quá trình xây dựng”, ông Bonis trả lời phỏng vấn đài CNN.

Mô hình trường học 4 phòng học thiết kế cho trường tiểu học Lviv. (Ảnh: Team4UA).

Ngay sau khi Nga tiến hành chiến dịch quân sự đặc biệt tại Ukraine vào tháng 2/2022, những nơi ở miền Đông Ukraine như tỉnh Lviv phải đối mặt với một vấn đề lớn: làm thế nào để tiếp nhận dòng người di tản đến đây nhập cư với số lượng lên tới hàng chục nghìn người. Theo số liệu mới nhất của Tổ chức Di cư Quốc tế của Liên hợp quốc, tính đến tháng 12/2023, có 173.000 người phải di dời trong Ukraine do chiến sự.

Ông Bonis cho biết thêm dự án Hive sẽ xây dựng một trường học trang bị bốn phòng học để giúp trường tiếp nhận thêm những học sinh phải di tản do chiến tranh. Ông hy vọng nếu thành công, dự án sẽ cho phép công nghệ in 3D trở thành một trong những công cụ xây dựng ở Ukraine.

Andriy Zakaliuk - người đứng đầu Sở Giáo dục Lviv - cho biết dự án mang đến cơ hội trải nghiệm môi trường mới cho trẻ em Ukraine. "Các em sẽ bắt đầu giai đoạn sống mới trong một môi trường mới, hiện đại. Đây là một cơ sở biểu tượng. Những đứa trẻ này có cơ hội thấy rằng với sự trợ giúp của máy in 3D, bạn có thể xây dựng những tòa nhà thực sự".

Thách thức mất điện và đánh bom

Các chuyên gia chỉ ra việc xây dựng bằng phương pháp in 3D có thể nhanh hơn đáng kể và bền vững hơn các phương pháp xây dựng truyền thống.

Team4UA đã hợp tác với studio Balbek Bureau của Ukraine về thiết kế trường học và công ty kiến ​​trúc Ars Longa về kỹ thuật. Trường học một tầng được khởi công vào tháng 9/2022 và toàn bộ dự án, từ nền móng đến hoàn thiện, ban đầu dự kiến ​​chỉ mất 3 tháng.

Nhưng các cuộc không kích và ném bom trên khắp đất nước trong suốt tháng 10-11/2022 đã tấn công các cơ sở hạ tầng dân sự quan trọng, bao gồm lưới điện, gây ra tình trạng mất điện trên diện rộng ở Lviv, cản trở quá trình vận chuyển máy in.

Mãi đến mùa hè năm ngoái, tình hình ở Lviv mới ổn định và nguồn điện được khôi phục hoàn toàn, cho phép máy in đi vào hoạt động. Chỉ chưa đầy 2 ngày, khung bê tông của trường học đã hoàn thiện.

Tuy nhiên, dự định khai trương cơ sở ban đầu vào tháng 1/2024 lại một lần nữa bị đẩy lùi vì gặp vấn đề kinh phí. Những nhà phát triển cần thêm 400.000 USD.

Là công nghệ tương đối mới và hạn chế về dữ liệu độ an toàn và ổn định của các tòa nhà, công trình in 3D chủ yếu được sử dụng cho các dự án thực hiện một lần hoặc hợp tác nghiên cứu. Knói đến xây dựng quy mô lớn, công nghệ này vẫn còn ở giai đoạn sơ khai. Bên cạnh đó, mặc dù công nghệ in 3D có tiềm năng rẻ hơn so với các phương pháp xây dựng thông thường nhưng chi phí ban đầu của máy in có thể cực kỳ cao và kích thước của chúng có thể khiến việc di chuyển trở nên khó khăn và tốn kém.

Theo ông Christian Lange, Phó Giáo sư kiến ​​trúc tại Đại học Hong Kong, có những lựa chọn thay thế rẻ hơn, nhanh hơn cho in 3D, chẳng hạn như các tòa nhà và mô-đun đúc sẵn như những mô hình sau Thế chiến II cung cấp nhà ở giá rẻ cho người dân.

Các bức tường chỉ mất 40 tiếng để hoàn thành. Ảnh: Team4UA

Ứng dụng công nghệ 3D

Team4UA không phải là tổ chức duy nhất nhìn thấy tiềm năng của công trình in 3D ở các khu vực có thảm họa và xung đột.

Giám đốc điều hành công ty xây dựng Diamond Age có trụ sở tại Arizona (Mỹ) Jack Oslan cho biết công ty đang thảo luận với các quan chức Ukraine về việc in 3D các hầm tránh bom và cơ sở hạ tầng quân sự.

Diamond Age sử dụng hệ thống in 3D để xây tường cách nhiệt. Thiết kế này tiết kiệm năng lượng hơn 30% so với cấu trúc làm từ khung gỗ và đủ chắc chắn để chịu được cơn bão cấp 5 hoặc trận động đất vừa phải.

Theo một nghiên cứu của Trường Kinh tế Kiev, thiệt hại đối với cơ sở hạ tầng của Ukraine từ xung đột tính đến tháng 9/2023 – bao gồm nhà cửa, trường học, mạng lưới năng lượng và hệ thống giao thông – sẽ cần khoảng 151,2 tỷ USD để thay thế.

Ông Oslan cho biết công nghệ in 3D có thể giúp ích cho công việc tái thiết Ukraine. Team4UA hy vọng các chương trình thí điểm có thể giúp họ tăng tốc độ và hiệu quả đồng thời cắt giảm chi phí cho các dự án nhân đạo trong tương lai.

• Xây nhà bằng công nghệ in 3D không cần dùng gạch
• Ngôi nhà in 3D đầu tiên trên thế giới
• Robot xây nhà chỉ trong 2 ngày, bạn có dám ở trong đó không?