Como tornar o concreto 30% mais resistente: adicionando pó de café usado
O processo dá um novo destino para as 60 milhões toneladas de borra de café que são descartadas todo ano
Todo ano, são jogadas fora até 60 milhões de toneladas de borra de café no mundo. Quando vai parar em aterros sanitários, a borra de café libera metano, um potente gás de efeito estufa. No entanto, pesquisadores da Universidade RMIT, na Austrália, descobriram um novo uso para esse resíduo: adicioná-lo ao concreto para tornar o produto final mais resistente.
O trabalho começou porque a equipe queria abordar o problema das emissões provenientes dos resíduos orgânicos em aterros sanitários.
"Nosso grupo de pesquisa estava discutindo a mudança de foco para desviar esses resíduos de aterros sanitários e desenvolver soluções inovadoras para transformar isso em um recurso valioso para diferentes aplicações", diz o autor principal, Rajeev Roychand, cientista de materiais e engenheiro de design estrutural na RMIT.
o mesmo processo pode ser usado para fazer biochar a partir de outros tipos de resíduos orgânicos que acabam em aterros sanitários.
"Coincidentemente, essa discussão ocorreu enquanto tomávamos café durante nossa reunião de equipe. Foi aí que decidimos começar com a borra de café.”
Um estudo recente descreveu como eles, a princípio, tentaram misturar a borra de café não tratada no concreto, substituindo parte da areia normalmente usada na mistura. No estado bruto, o café não ajudou; a borra liberava compostos que faziam com que o concreto não curasse corretamente.
A equipe tentou então usar a pirólise, um processo que aquece a borra de café sem oxigênio, decompondo o resíduo sem queimá-lo. Ajustando esse processo para usar uma temperatura mais baixa, descobriram que o material resultante, chamado biochar, poderia ajudar a tornar o concreto 30% mais resistente,
O biochar de borra de café tem a combinação perfeita de estrutura porosa e teor de carbono para absorver água, diz Roychand. "Quando o biochar de café é misturado com concreto, suas partículas atuam como micro-reservatórios de água distribuídos por todo o concreto," explica.
À medida que o concreto seca e começa a endurecer, o biochar libera lentamente a água que armazenou, reidratando quando necessário, reduzindo assim as microfissuras por retração. Isso resulta na melhoria da resistência do material.
Substituindo parte da areia usada no concreto, a receita tem outro benefício ambiental. Cerca de 50 bilhões de toneladas de areia são usadas no mundo, a cada ano, na construção civil e a mineração do material destrói habitats e erode praias.
Mas o biochar não pode substituir completamente a areia porque aumenta a quantidade de água usada no processo, e é preciso de uma certa proporção de água para fazer cimento.
Apesar da grande quantidade de resíduo de café que existe, é apenas uma fração do que seria necessário para abastecer toda a indústria de concreto. No entanto, o mesmo processo pode ser usado para fazer biochar a partir de outros tipos de resíduos orgânicos que acabam em aterros sanitários.
O biochar de borra de café tem a combinação perfeita de estrutura porosa e teor de carbono para absorver água.
"Até agora, examinamos o biochar de café e de madeira. A seguir vamos pesquisar outras formas de resíduos orgânicos", diz Roychand. "Isso pode ser uma contribuição significativa para desviar esses resíduos de aterros sanitários para aplicações em concreto e reduzir a dependência de mineração de areia natural.”
A equipe ainda não calculou como a mudança pode afetar o custo do concreto. Mas, como o biochar torna o concreto muito mais resistente, pode ser possível reduzir a quantidade de cimento na mistura em 10%, o que poderia compensar o custo adicional de produção do biochar.
Potencialmente, ele também pode ser usado em combinação com outras inovações que estão reduzindo as emissões da produção de cimento. A equipe está se reunindo com grandes empresas e com responsáveis pela infraestrutura de transporte australiana interessados em usar o material. Os primeiros projetos comerciais devem começar a ser implementados nos próximos meses.
