Um estudo recente sugere que a substituição de parte da areia no concreto por borras de café usadas pode aumentar a resistência do concreto em quase 30% (ROYCHAND, 2023).
Isso não apenas oferece uma solução eficiente para o desperdício de borras de café, mas também pode ter um impacto positivo no meio ambiente, uma vez que a maior parte das borras de café acaba em aterros, onde se decompõem lentamente, produzindo metano, um gás de efeito estufa 21 vezes mais potente do que o dióxido de carbono.
O Problema do desperdício de borras de café
De acordo com a Associação de Café Britânica, são consumidos incríveis 2 bilhões de xícaras de café globalmente todos os dias.
No entanto, a maioria das borras de café acaba em aterros sanitários, contribuindo para a produção de metano.
Essa prática é ambientalmente prejudicial e não sustentável.
Portanto, a pesquisa realizada na Austrália propõe uma solução inovadora para esse problema, substituindo parte da areia utilizada na produção de concreto por borras de café.
Benefícios ambientais e econômicos
Além de resolver o problema do desperdício de borras de café, essa abordagem apresenta benefícios adicionais.
A indústria da construção tradicionalmente retira areia de rios, lagos e deltas, causando impactos significativos nos ecossistemas aquáticos.
Ao substituir a areia por borras de café, podemos ajudar a preservar esses habitats naturais preciosos, contribuindo para a conservação do meio ambiente.
O estudo e a tecnologia por trás da substituição
Os pesquisadores coletaram borras de café de cafeterias locais em Melbourne e conduziram uma série de experimentos para determinar como diferentes proporções e pré-tratamentos das borras de café afetam as propriedades do concreto.
Descobriram que a substituição de 15% da areia por borras de café tratadas melhorava a resistência à compressão.
A chave para o sucesso dessa substituição está no processo de tratamento químico conhecido como pirólise.
Durante a pirólise, as borras de café são aquecidas a temperaturas elevadas, entre 350 e 500 graus Celsius, o que quebra as moléculas em partes menores.
Esse tratamento térmico aprimora a estabilidade das borras de café e impede que elas liberem produtos químicos que prejudicam as reações de hidratação do cimento no concreto.
Vantagens estruturais das borras de café
Além de tornar o concreto mais forte, o uso de borras de café tratadas oferece vantagens estruturais significativas.
As borras de café tratadas, também chamadas de “biochar de café,” mantêm a porosidade e a permeabilidade das borras originais.
Essas propriedades desempenham um papel fundamental no desempenho mecânico e na durabilidade de materiais à base de cimento, como o concreto.
A estrutura porosa do biochar de café aumenta a aderência entre o cimento e as partículas de café, além de reter a umidade dentro dos poros do biochar.
Isso significa que, à medida que as reações de hidratação responsáveis pelo endurecimento do concreto gradualmente consomem a água na mistura, o biochar de café libera a umidade de volta para o concreto circundante.
Isso permite que essas reações vitais continuem, evitando que o concreto seque e se quebre.
Resultados e próximos passos
O estudo concluiu que a substituição de 15% da areia no concreto por biochar de café produzido a 662°F ofereceu o melhor desempenho na resistência.
Os pesquisadores agora estão investigando outras propriedades, como o desempenho a longo prazo, a absorção de água, a resistência à ação do gelo e do descongelamento, e a resistividade elétrica.
Eles esperam iniciar testes em campo com conselhos locais para aplicar esse novo material de construção de forma prática e sustentável.
Conclusão
A substituição de parte da areia no concreto por borras de café tratadas por pirólise não só resolve o problema do desperdício de borras de café, mas também aumenta a resistência do concreto, oferecendo benefícios ambientais e econômicos significativos.
Essa abordagem inovadora representa uma maneira inteligente de reciclar resíduos comuns e contribuir para a preservação do meio ambiente. Com mais pesquisas e testes em campo, podemos esperar que essa tecnologia revolucione a indústria da construção e promova práticas mais sustentáveis em todo o mundo.
Vídeos
Vídeo: Canal “Agronews” em Youtube.
Referências
ROYCHAND, Rajeev et al. Transforming spent coffee grounds into a valuable resource for the enhancement of concrete strength. Journal of Cleaner Production, v. 419, p. 138205, 2023.. Disponível em: <link>. Acesso em: 2 jun 2023.
Cite-nos
SANTOS, Fábio. Pó de café usado torna o concreto 30% mais resistente. Ciência Mundo, set 2023. Disponível em: . Acesso em: 05 maio 2024.
Graduado em Sistemas de Informação pela FEUC-RJ e mestre em Representação de Conhecimento e Raciocínio pela UNIRIO. Fábio é editor e fundador do portal Ciência Mundo. É dedicado à produção de conteúdos relacionados a astronomia, física, arqueologia e inteligência artificial.
