Mới đây, kỹ sư Võ Tấn Dũng đã sáng chế nên hệ thống sàng rửa cát nhiễm mặn – một sáng chế với khả năng biến cát nhiễm mặn thành cát sạch đủ tiêu chuẩn ứng dụng, vừa giúp tiết kiệm chi phí và nâng cao chất lượng công trình.
Cát là nguồn tài nguyên thiên nhiên được sử dụng bởi con người nhiều thứ hai trên thế giới, chỉ sau nguồn nước sạch. Với sự phát triển của khoa học công nghệ ứng dụng trong ngành xây dựng, nhu cầu tiêu thụ cát đã liên tục tăng lên trong 2 thập kỉ qua.
Theo báo cáo của các cơ quan thống kế quốc tế, lượng tiêu thụ cát và sỏi đã tăng gấp ba lần trên toàn cầu trong thời gian trên. Theo thống kê của Chương trình Môi trường Liên Hợp Quốc (UNEP), mỗi năm thế giới sử dụng khoảng 50 tỷ tấn cát. Lượng cát này đủ để xây một bức tường cao và rộng 27m bao quanh Trái đất.
Tuy nhiên, không phải loại cát nào cũng trở thành nguyên liệu khan hiếm. Cát biển, cát sa mạc tuy nhiều nhưng ít được sử dụng vì đặc tính của chúng không phù hợp làm vật liệu xây dựng. Cát sông trái lại lại là loại vật liệu phù hợp song với nhu cầu của toàn thế giới thì chắc chắn cung không đủ cầu.
Chính vì sự khan hiếm cát sông nên tại Việt Nam và toàn thế giới nhìn chung đã diễn ra vô số vụ ‘cát tặc’ ăn trộm cát trên sông đi bán trên các thị trường chợ đen. Dù cơ quan chức năng đã xử lý nhiều lần song tình trạng này vẫn tiếp tục tồn tại, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến hệ sinh thái địa phương.
Để giải quyết bài toán trên, nhóm nghiên cứu của kỹ sư Võ Tấn Dũng đã chuyển hướng ngược lại. Thay vì tìm thêm nguồn cung cát sông thì anh suy nghĩ về việc chuyển cát biển thành loại vật liệu xây dựng phù hợp. Bài toán đầu tiên cần giải là tìm ra phương pháp loại bỏ các thành phần không cần thiết như muối hay ion clorua trong cát biển.
Không chỉ cát biển mà tất cả các loại cát trước khi được đưa vào sử dụng đều cần được lọc, rửa các tạp chất tồn dư. Việc xử lý không sạch cát xây dựng có thể ảnh hưởng đến chất liệu công trình xây dựng, tạo nên những thảm họa không thể đo lường. Một ví dụ điển hình cho việc xử lý không đầy đủ cát xây dựng được cộng đồng quốc tế nhận đồng là ở thảm họa động đất Thổ Nhĩ Kỳ đầu năm nay, khi mà các cuộc điều tra sau thảm họa lộ diện vấn đề trong các tòa nhà – cát xử lý chưa đầy đủ.
Loại cát được sử dụng có xen kẽ với loại cát suối vốn chứa nhiều tạp chất nhưng lại không được xử lý đầy đủ, dẫn đến chất lượng công trình giảm sút. Các trụ đỡ tòa nhà nhanh chóng sụp đổ trước áp lực động đất, dẫn đến thương vong thảm trọng cho người dân đất nước này.
Theo Tiến sĩ Dũng, một trong các nguyên nhân chính yếu nhất khiến các kĩ sư, công nhân xây dựng bỏ qua hoặc cố ý bỏ qua công đoạn xử lý cát là vì vấn đề chi phí. Để rửa cát một cách toàn diện nhất, họ sẽ phải sử dụng một nguồn nước với công suất đủ mạnh để đánh tan các tạp chất đi kèm với cát. Tuy nhiên, việc này sẽ rất tốn kém chi phí.
Với 20 năm nghiên cứu, kỹ sư Dũng đã sáng chế ra “Hệ thống sàng rửa và phân loại cát nhiễm mặn có khả năng tách các tạp chất lẫn trong hỗn hợp cát, tạo ra cát sạch thành phẩm đáp ứng yêu cầu với năng suất cao và giảm đáng kể giá thành, đồng thời có thể phân loại các cỡ hạt cát theo nhiều giai đoạn khác nhau” gọi tắt là sáng chế “Hệ thống và phương pháp sàng rửa và phân loại cát nhiễm mặn” với cơ chế rửa sạch cát bằng nước áp suất cao.
Khi đã tạm thời tách rời kết cấu giữa cát và các tạp chất khác, cát sẽ đi qua lưới sàng để loại bỏ các tạp chất rắn. Tùy theo độ mặn và bẩn của cát, nước ngọt sẽ tiếp tục được bơm vào, tiếp tục chà xát, va đập để loại bỏ muối ra khỏi cát nhờ áp lực nước. Cuối cùng, các cảm biến mức cát trên các đường ống đầu ra sẽ phân loại cát theo kích cỡ khác nhau, phù hợp theo mục đích sử dụng. Mỗi giờ hệ thống này có thể xử lý từ 150 – 300m3 cát.
Với việc thiết kế dây chuyền sàng rửa cát, kỹ sư Võ Tấn Dũng đã nhận được giải thưởng dành cho nhà sáng chế xuất sắc nhất của WIPO (Tổ chức Sở hữu trí tuệ thế giới) vào năm 2012 cùng hàng loạt chứng nhận, giải thưởng khác.
(Theo Báo Khoa học & Phát triển)
