Un team di ricercatori australiani ha scoperto che potremmo produrre cemento più resistente del 30% elaborando e aggiungendo fondi di caffè carbonizzati alla miscela. La loro ricetta intelligente potrebbe risolvere più problemi contemporaneamente.
L’impatto dei fondi di caffè sull’ambiente
Ogni anno nel mondo si produce l’incredibile cifra di 10 miliardi di chilogrammi di rifiuti di fondi di caffè a livello globale. La maggior parte finisce nelle discariche.
“Lo smaltimento dei rifiuti organici rappresenta una problematica ambientale in quanto emette grandi quantità di gas serra tra cui metano e anidride carbonica, che contribuiscono al cambiamento climatico“, ha spiegato Rajeev Roychand, ingegnere dell’Università RMIT.
Con un mercato edilizio in forte espansione a livello globale, c’è anche una domanda sempre crescente di calcestruzzo ad alto consumo di risorse che causa anche un’altra serie di sfide ambientali.
“La continua estrazione di sabbia naturale in tutto il mondo tipicamente prelevata dai letti e dalle rive dei fiumi, per soddisfare le richieste in rapida crescita del settore edile ha un grande impatto sull’ambiente“, ha affermato l’ingegnere RMIT Jie Li.
“Ci sono sfide cruciali e durature nel mantenere un approvvigionamento sostenibile di sabbia a causa della natura limitata delle risorse e dell’impatto ambientale e della sua estrazione . Con un approccio di economia circolare, potremmo tenere i rifiuti organici fuori dalle discariche e anche preservarli meglio”.
Lo studio
I prodotti organici come i fondi di caffè non possono essere aggiunti direttamente al calcestruzzo perché perdono sostanze chimiche che indeboliscono la resistenza del materiale da costruzione. Quindi, utilizzando bassi livelli di energia, il team ha riscaldato i rifiuti del caffè a oltre 350 °C (circa 660 °F) privandoli dell’ossigeno.
Questo processo è chiamato pirolisi: rompe le molecole organiche, producendo un carbone poroso e ricco di carbonio chiamato biochar, che può formare legami e quindi incorporarsi nella matrice cementizia.
Roychand e colleghi hanno anche provato a pirolizzare i fondi di caffè a 500°C, ma le particelle di biochar risultanti non erano così forti. I ricercatori hanno avvertito che devono ancora valutare la durabilità a lungo termine del loro prodotto in cemento e ora stanno lavorando per testare le prestazioni dell’ibrido caffè-cemento in caso di cicli di gelo/disgelo, assorbimento di acqua, abrasioni e molti altri fattori di stress.
Il team sta anche lavorando alla creazione di biochar da altre fonti di rifiuti organici, tra cui legno, rifiuti alimentari e rifiuti agricoli: “La nostra ricerca è nelle fasi iniziali, ma questi risultati entusiasmanti offrono un modo innovativo per ridurre notevolmente la quantità di rifiuti organici dei fondi di caffè che finiscono in discarica“, ha spiegato l’ingegnere RMIT Shannon Kilmartin-Lynch.
“L’ispirazione per la mia ricerca, da una prospettiva indigena, implica prendersi cura del Paese, garantire che ci sia un ciclo di vita sostenibile per tutti i materiali ed evitare che le cose finiscano in discarica per ridurre al minimo l’impatto sull’ambiente”.
Conclusioni
I fondi di caffè esausti (SCG) sono uno dei rifiuti organici che costituiscono una percentuale significativa del totale dei rifiuti organici conferiti in discarica. Ogni anno l’Australia produce circa 75.000 tonnellate di rifiuti di caffè macinato, una parte significativa dei quali viene depositata direttamente nelle discariche.
Questo porta alla produzione di gas metano, che contribuisce in modo significativo al cambiamento climatico. Pertanto, c’è un urgente bisogno di scoprire varie soluzioni di riciclaggio che possano aiutare a deviare questi rifiuti dalle discariche ad applicazioni commerciali.
Questa trasformazione dei fondi di caffè in una risorsa per applicazioni commerciali non solo può affrontare le emissioni di gas serra associate allo smaltimento dei rifiuti organici, ma contribuirebbe anche all’economia circolare a circuito chiuso.
La ricerca è stata pubblicata sul Journal of Cleaner Production.
