Nữ sinh Mexico chế tạo thiết bị dùng âm thanh dập tắt đám cháy nhỏ trong vài giây

Một năm thử nghiệm tạo ra nguyên mẫu có thể mang theo

Ángela Karime Venegas Hernández, học sinh ngành điện tử tại CETIS 78 ở Altamira, bang Tamaulipas của Mexico, đã phát triển một thiết bị di động mà theo cô có thể dập tắt những ngọn lửa nhỏ trong vòng 5 đến 8 giây. Thiết bị có tên Vortex Tech, sử dụng pin 12 volt và âm thanh ở tần số 30 hertz thay vì nước hoặc bột hóa chất.

Venegas và người hướng dẫn của cô, José Arturo Hernández Muñoz, đã dành khoảng một năm phát triển năm phiên bản thiết bị. Cô cho biết thiết bị đã trải qua hơn 100 lần thử nghiệm, gồm các thử nghiệm với gỗ, chất lỏng dễ cháy, thiết bị điện và dầu mỡ nấu ăn. Tầm hoạt động hiệu quả được báo cáo vào khoảng hai mét.

Dự án giành giải nhất ở hạng mục trung học phổ thông tại ExpoCiencias Tamaulipas 2025, sau đó đoạt huy chương bạc tại một cuộc thi cấp quốc gia có khoảng 270 dự án tham gia. Những thành tích này đã đưa một thử nghiệm trong lớp học đến với cơ hội giới thiệu quốc tế tại Indonesia.

Các bài viết đăng vào tháng 8 và tháng 9 năm 2026 cho biết Venegas 16 tuổi, trong khi một bài viết về thời điểm cô đến Indonesia ghi cô 17 tuổi. Thiết bị của cô vẫn là nguyên mẫu thử nghiệm; các kết quả được báo cáo liên quan đến những ngọn lửa nhỏ trong điều kiện được kiểm soát. Venegas cho biết thiết bị được thiết kế để bổ trợ bình chữa cháy thông thường ở những nơi nước hoặc bột có thể làm hư hại đồ vật hay thiết bị có giá trị.

Từ một video đến phát minh hoạt động được

Venegas bắt đầu với một câu hỏi đơn giản: liệu cô có thể dập tắt một ngọn nến mà không thổi, đổ nước lên hay chạm vào nó không? Hernández, vừa là người hướng dẫn vừa là cậu của cô, cho biết những video thử nghiệm đã khơi gợi sự quan tâm của họ đến việc chế tạo bình chữa cháy bằng âm thanh.

Venegas nói ý tưởng cụ thể bắt nguồn từ một video cho thấy một khẩu pháo âm thanh dài khoảng bốn mét, mà cô liên hệ với Cơ quan Các dự án Nghiên cứu Quốc phòng Tiên tiến Hoa Kỳ, hay DARPA. Màn trình diễn thôi thúc cô thử nghiệm xem một thiết bị nhỏ hơn có thể tạo ra hiệu ứng tương tự hay không.

Phiên bản đầu tiên hoạt động được hoàn thành sau hai tháng, chưa tính thời gian nghiên cứu trước khi bắt tay chế tạo. Dù vậy, nguyên mẫu ban đầu vẫn gặp khó khăn khi dập tắt một ngọn lửa nhỏ. Venegas và Hernández liên tục thay đổi vật liệu và điều chỉnh cấu trúc âm học trước khi tạo ra phiên bản thứ năm hiện được giới thiệu công khai.

Hernández cũng góp phần khơi dậy sự yêu thích của cô đối với các cuộc thi khoa học. Trong những bữa cơm gia đình, ông kể về những người mình gặp và những nơi mình từng đến nhờ các sự kiện như vậy. Venegas muốn có trải nghiệm của riêng mình, và dự án đã cho cô lý do để theo đuổi điều đó.

Bên trong Vortex Tech có gì?

Vortex Tech gồm một cục pin, bộ tạo tần số, bộ khuếch đại công suất, loa và một chiếc xô được cải tạo để làm thân pháo âm thanh. Mỗi bộ phận đảm nhiệm một chức năng riêng: pin cấp điện, bộ tạo tần số thiết lập tần số, bộ khuếch đại tăng cường tín hiệu điện và loa biến tín hiệu đó thành chuyển động của không khí.

Venegas giải thích rằng chiếc xô đã được cải tạo có chủ đích để trở thành một phần của thiết bị, chứ không đơn thuần là một chiếc xô mua ở cửa hàng. Qua phiên dịch, cô nói:

Chiếc xô này là thứ chúng tôi đã cải tạo, chứ không phải lấy từ một cửa hàng.

Loa hướng âm thanh về phía một lỗ tròn. Thiết kế này được mô tả là tạo ra các vòng xoáy, tức những vòng không khí chuyển động có hình dạng gần giống chiếc bánh vòng. Các vòng này làm xáo trộn không khí xung quanh ngọn lửa.

Tần số hoạt động 30 hertz nghĩa là 30 chu kỳ mỗi giây. Tần số mô tả tốc độ lặp lại của những thay đổi áp suất; nó khác với độ lớn của âm thanh. Nguyên mẫu cũng phụ thuộc vào cường độ và hướng của những thay đổi này, hình dạng cửa thoát và khoảng cách đến đám cháy. Phát ra một âm trầm chỉ là một phần của quá trình.

Vì sao luồng không khí có thể dập tắt ngọn lửa

Ngọn lửa cần nhiên liệu, nhiệt và oxy để tiếp tục cháy. Âm thanh truyền qua không khí dưới dạng những thay đổi áp suất. Khi một thiết bị âm học phù hợp hướng những thay đổi này vào ngọn lửa nhỏ, nó có thể làm biến đổi luồng không khí và phá vỡ vùng duy trì quá trình cháy.

Các mô tả về Vortex Tech cho biết thiết bị đẩy oxy ra xa ngọn lửa và tách không khí nóng khỏi nhiên liệu. Những giải thích chi tiết hơn mô tả một sự xáo trộn cục bộ: rung động và nhiễu loạn có thể đẩy ngọn lửa lệch khỏi nguồn nhiên liệu, đồng thời làm tăng sự thất thoát nhiệt cho đến khi quá trình cháy dừng lại.

Không khí trong phòng xung quanh vẫn chứa oxy. Hiệu quả hữu ích xảy ra gần ngọn lửa, nơi thiết bị làm thay đổi các điều kiện cho phép lửa tiếp tục cháy. Ngọn nến là ví dụ dễ hình dung vì ngọn lửa phụ thuộc vào nguồn hơi nhiên liệu ổn định bốc lên từ lớp sáp được đốt nóng.

Âm thanh tác động đến ngọn lửa đã được nghiên cứu từ lâu. Một bài tổng quan đăng trên tạp chí Fire năm 2025 truy lại những ghi nhận về việc giọng nói con người ảnh hưởng đến ngọn lửa từ công trình của J. Tyndall năm 1867, đồng thời bàn về các thử nghiệm dập lửa bằng âm thanh sau này. Venegas đã vận dụng nguyên lý vật lý vốn có này vào một dự án di động của học sinh, qua nhiều lần điều chỉnh thiết kế và thử nghiệm.

Các thử nghiệm được báo cáo cho thấy điều gì?

Venegas cho biết Vortex Tech đã dập tắt các đám cháy nhỏ sử dụng nhiều loại nhiên liệu khác nhau trong khoảng 5 đến 8 giây. Các bài viết cũng mô tả thiết bị có thể hoạt động ở khoảng cách lên đến hai mét. Những con số này giúp xác định hiệu quả của dự án cụ thể hơn so với một màn trình diễn chỉ dùng một ngọn nến.

Các mô tả thử nghiệm không nêu kích thước ngọn lửa, số đo áp suất âm thanh hay tỷ lệ thử nghiệm thành công và thất bại với từng loại nhiên liệu. Những thông tin này sẽ giúp làm rõ mức độ ổn định của thiết bị và điều kiện nào cho kết quả tốt nhất.

Bài tổng quan đăng trên Fire năm 2025 cho rằng dập lửa bằng âm thanh phù hợp hơn với các đám cháy mới phát sinh và mô tả những hạn chế khi lửa lan vào vật liệu rắn. Luồng không khí có thể làm xáo trộn ngọn lửa nhìn thấy được, nhưng nhiệt và quá trình cháy bên trong vật liệu đòi hỏi cách xử lý khác.

Gỗ, chất lỏng dễ cháy, thiết bị điện và dầu mỡ nấu ăn tạo ra những điều kiện cháy khác nhau. Việc nêu các loại vật liệu này giúp hình dung các thử nghiệm của học sinh, nhưng một thiết bị ứng phó khẩn cấp thực tế cần được đánh giá hiệu quả với đúng loại nhiên liệu, quy mô và tình huống mà nó được thiết kế để xử lý. Vì vậy, quá trình phát triển tiếp theo không chỉ là tăng tầm hoạt động.

Thiết bị không dùng hóa chất chữa cháy có thể hữu ích ở đâu?

Venegas xác định phòng thí nghiệm, văn phòng, bảo tàng và lớp học là những nơi công nghệ này có thể được sử dụng. Điểm chung là nguy cơ làm hư hại những vật dụng bên trong: nước có thể ảnh hưởng đến thiết bị hoặc hiện vật trưng bày, còn bột chữa cháy có thể để lại cặn khiến việc vệ sinh mất nhiều công sức.

Vortex Tech không phun chất lỏng hay bột hóa chất về phía ngọn lửa. Thiết kế này có thể hữu ích ở những nơi mà ngay cả một đám cháy nhỏ và biện pháp xử lý cũng có thể làm hư hại thiết bị điện tử, dụng cụ phòng thí nghiệm hoặc hiện vật trưng bày. Pin cũng giúp thiết bị có thể mang theo, đúng với mục tiêu thiết kế ban đầu.

Các mô tả về nguyên mẫu cho biết thiết bị không để lại cặn và không gây hại cho người ở gần trong lúc vận hành. Chi tiết về các thử nghiệm đã công bố vẫn còn hạn chế, và đánh giá an toàn là một phần công việc cần thực hiện trước khi dùng thiết bị trong tình huống khẩn cấp thực tế. Yêu cầu về nguồn điện, mức phơi nhiễm âm thanh và khả năng hoạt động ổn định đều cần được xem xét tại những nơi dự kiến sử dụng.

Venegas cho biết hệ thống được thiết kế để hoạt động cùng với bình chữa cháy truyền thống. Người gặp hỏa hoạn cần tuân theo các quy trình ứng phó khẩn cấp đã được thiết lập và sử dụng thiết bị phù hợp, được chứng nhận. Tự thử nghiệm tái tạo nguyên lý này bằng một chiếc loa gia dụng thông thường có thể nguy hiểm, vì kết quả phụ thuộc vào sự kết hợp được tính toán cẩn thận giữa tần số, công suất, hướng phát và khoảng cách.

Từ Tamaulipas đến hội chợ khoa học quốc tế

Dự án được đăng trên nền tảng của Hiệp hội Khoa học và Công nghệ Mỹ Latinh, gọi tắt là SOLACYT, với tên tiếng Tây Ban Nha có nghĩa là Hệ thống dập lửa sử dụng sóng âm. Venegas được ghi tên là thí sinh, Hernández là người hướng dẫn và dự án thuộc lĩnh vực khoa học ứng dụng.

Venegas đã tham gia bảy cuộc thi cấp bang và quốc gia. Giải nhất tại ExpoCiencias Tamaulipas 2025 là bước đệm trước khi dự án giành huy chương bạc cấp quốc gia, giữa khoảng 270 dự án. Tổng cục Giáo dục Công nghệ và Dịch vụ Công nghiệp Mexico, hay DGETI, cũng chúc mừng cô trong dịp đại diện bang tham dự sự kiện quốc tế.

Quá trình phát triển và dự thi của dự án có thể tóm lược như sau:

• Năm 2025: Vortex Tech giành giải nhất hạng mục trung học phổ thông tại ExpoCiencias Tamaulipas.
• Trong khoảng một năm phát triển: Venegas và Hernández chế tạo năm nguyên mẫu; phiên bản đầu tiên mất hai tháng để dập tắt một ngọn lửa nhỏ.
• Sau cuộc thi cấp bang: Dự án giành huy chương bạc tại một sự kiện toàn quốc có khoảng 270 dự án tham gia.
• Tháng 10 năm 2026: Venegas được chọn giới thiệu dự án tại Hội chợ Khoa học và Phát minh Quốc tế ở Indonesia.

Hội chợ Khoa học và Phát minh Quốc tế, hay ISIF, được cho là do Hiệp hội Nhà khoa học Trẻ Indonesia phối hợp với Đại học Indonesia tổ chức. Lịch trình chi tiết năm 2026 cho biết cuộc thi trực tuyến diễn ra từ ngày 6 đến 9 tháng 10, còn sự kiện trực tiếp diễn ra từ ngày 12 đến 17 tháng 10 tại trường đại học ở Depok, gần Jakarta. Các bài viết khác đưa ra thời gian từ ngày 13 đến 18 tháng 10 hoặc từ ngày 14 đến 16 tháng 10, đồng thời cho biết địa điểm là Jakarta.

Một bài viết đăng vào khoảng thời gian diễn ra sự kiện cho biết Venegas đã đến Indonesia và chia sẻ ảnh chụp tại trường đại học. Kinh phí tham dự các hội chợ khoa học được hỗ trợ bởi quan chức Altamira Armando Martínez Manríquez và Sở Giáo dục Tamaulipas. Sự hỗ trợ này giúp biến lời mời dự thi thành cơ hội giới thiệu thiết bị ở nước ngoài.

Mong muốn đăng ký bằng sáng chế và phát triển phiên bản tự động

Venegas hy vọng sẽ đăng ký bằng sáng chế cho Vortex Tech. Cô cũng đang phát triển một ý tưởng thứ hai: bình chữa cháy bằng âm thanh có thể tự phát hiện ngọn lửa và kích hoạt mà không cần chờ người vận hành.

Phiên bản tự động sẽ bổ sung một nhiệm vụ mới cho công việc kỹ thuật hiện tại. Hệ thống phải nhận diện ngọn lửa và kích hoạt thiết bị âm thanh một cách đáng tin cậy, trong khi bản thân thiết bị vẫn phải hoạt động đúng trong các điều kiện dự kiến. Chưa có thời hạn hoàn thành hay ngày nộp đơn đăng ký bằng sáng chế.

Venegas bắt đầu quan tâm đến điện tử trong học kỳ thứ hai ở bậc trung học phổ thông, dù ban đầu cô nghĩ mình sẽ không mấy hứng thú với môn học này. Việc chế tạo Vortex Tech đã thay đổi suy nghĩ đó. Cô đang cân nhắc theo học ngành điện tử hoặc cơ điện tử, lĩnh vực kết hợp hệ thống cơ khí, điện tử và điều khiển, đồng thời dự định theo đuổi ngành kỹ thuật.

Thành quả trước mắt của cô rất cụ thể: năm nguyên mẫu, hơn 100 lần thử nghiệm được báo cáo, sự ghi nhận ở cấp bang và quốc gia, cùng cơ hội giới thiệu dự án quốc tế. Thử thách tiếp theo là biến các thử nghiệm với ngọn lửa nhỏ thành một thiết bị được kiểm chứng kỹ lưỡng hơn, dành cho những không gian cụ thể mà cô muốn bảo vệ.

Những điểm chính

• Ángela Karime Venegas Hernández phát triển Vortex Tech tại CETIS 78 ở Altamira, Tamaulipas, cùng người hướng dẫn José Arturo Hernández Muñoz.
• Nguyên mẫu thứ năm sử dụng pin 12 volt và âm thanh ở tần số 30 hertz để làm xáo trộn những ngọn lửa nhỏ.
• Venegas cho biết thiết bị đã trải qua hơn 100 lần thử nghiệm, dập tắt lửa trong 5 đến 8 giây và có tầm hoạt động hiệu quả khoảng hai mét.
• Dự án giành giải tại một cuộc thi cấp bang năm 2025 và huy chương bạc tại sự kiện toàn quốc có khoảng 270 dự án tham gia.
• Thiết bị vẫn đang trong giai đoạn thử nghiệm và được thiết kế để bổ trợ bình chữa cháy thông thường.
• Venegas hy vọng đăng ký bằng sáng chế và phát triển phiên bản có thể tự phát hiện ngọn lửa rồi kích hoạt.