A Austrália enfrenta dois desafios ambientais: gerir os resíduos orgânicos e reduzir o impacto ambiental da indústria da construção. Um dos tipos mais comuns de resíduos orgânicos são as borras de café usadas, que muitas vezes acabam em aterros, libertando metano – um gás que retém calor e contribui significativamente para as alterações climáticas. Para abordar questões de resíduos e poluição, os investigadores investigaram se estes resíduos do quotidiano poderiam ser reaproveitados para tornar o betão mais resistente e mais amigo do ambiente.
Um estudo detalhado realizado pelo Dr. Rajeev Roychand e pela professora Shannon Kilmartin da RMIT University foi publicado recentemente na revista científica Journal of Cleaner Production. A equipe explorou se os grãos de café que se transformam em uma substância semelhante ao carvão quando aquecidos (cientificamente conhecido como biochar, um material poroso feito pela queima de matéria orgânica na ausência de oxigênio) poderiam substituir parte da areia normalmente misturada ao concreto.
Em experimentos, os pesquisadores descobriram que usar borra de café não tratada diretamente no concreto não funcionava bem. Os compostos naturais do solo podem interferir no endurecimento do cimento, tornando o concreto mais fraco. No entanto, quando os grãos de café são aquecidos num ambiente livre de oxigénio (um processo chamado pirólise, que decompõe a matéria orgânica em formas estáveis de carbono), os resultados são bastante diferentes. Adicionar quantidades adequadas deste material de café processado ao concreto pode aumentar significativamente sua resistência.
Existem várias razões principais para este aumento de intensidade. Primeiro, o material do café processado possui pequenos poros que podem reter água. Isso ajuda o cimento a endurecer de forma mais eficaz por dentro, mesmo depois que a superfície externa seca. Além disso, a mistura de cimento pode atuar nos poros dos grânulos de café tratados, criando melhores conexões entre os materiais e ajudando o concreto a aderir com mais firmeza. Devido a esses efeitos, o material do café não apenas preenche o espaço, mas também ajuda o concreto a se tornar mais resistente.
“Até certo ponto, o concreto contendo materiais à base de café tratado em temperaturas mais baixas torna-se mais resistente à medida que adicionamos mais materiais à base de café”, explica o Dr. Roychand. “Depois disso, os benefícios começam a se estabilizar, mas o desempenho geral do concreto ainda é bom”. Isso significa quanto material de café deve ser usado para obter os melhores resultados.
Ambiental e economicamente, os resultados são encorajadores. A Austrália joga fora enormes quantidades de borra de café usada todos os anos. Segundo o estudo, se esses resíduos fossem convertidos em material de café processado, poderiam produzir material útil suficiente para substituir grande parte da areia usada na construção de concreto. Isto ajudará a reduzir os resíduos que vão para aterros e a reduzir a necessidade de extrair areia, que muitas vezes danifica o ambiente natural.
A equipa observou que esta estratégia se enquadra bem na ideia de utilizar resíduos para criar novos produtos – um conceito muitas vezes referido como economia circular, que se refere à reutilização e reciclagem contínuas de materiais, em vez de os deitar fora. Pode beneficiar o ambiente, impulsionar a economia e até criar empregos. Ao converter resíduos em algo de valor, a necessidade de matérias-primas frescas é reduzida e novas oportunidades de negócios podem ser geradas nas áreas de reciclagem e construção verde.
“Adicionar materiais à base de café não apenas melhora o concreto; também nos dá uma maneira prática de gerenciar resíduos”, disse o professor Kilmartin. Eles acreditam que mais pesquisas deveriam ser realizadas para ver como o material resiste ao teste do tempo, especialmente sob diferentes condições climáticas e tipos de construção.
Referência do diário
Roychand R., Kilmartin-Lynch S., Saberian M., Li J., Zhang G., Li CQ “Convertendo resíduos de café em um recurso valioso para aumentar a resistência do concreto.” Revista de Produção Mais Limpa, 2023. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2023.138205
Sobre o autor
Dr. Rajiv Roychand é pesquisador da Escola de Engenharia da Universidade RMIT em Melbourne, Austrália, especializado em materiais de construção sustentáveis. Com formação em engenharia civil e forte interesse em inovação ambiental, o seu trabalho centra-se na reciclagem de resíduos industriais e orgânicos em materiais de construção de alto desempenho. Dr. Roychand liderou vários projetos explorando o uso de materiais alternativos, como cinzas volantes, resíduos de plástico e biochar para melhorar a sustentabilidade e o desempenho do concreto. Ele é apaixonado por reduzir a pegada de carbono da indústria da construção através do desenvolvimento de soluções práticas e escaláveis. Conhecido por sua abordagem prática e colaboração na indústria, o Dr. Roychand pretende preencher a lacuna entre a pesquisa acadêmica e a aplicação prática da infraestrutura.
Professora Shannon Kilmartin Lynch é um pesquisador aborígene de pré-doutorado na Universidade RMIT e uma estrela em ascensão no campo da pesquisa de materiais sustentáveis. Seu trabalho combina ciência ambiental com soluções de engenharia focadas na comunidade. Ela trabalha para aumentar a representação indígena em STEM e explora como resíduos, como borra de café usada e equipamentos de proteção individual, podem ser transformados em valiosos recursos de construção. A professora Kilmartin-Lynch concentra-se nas práticas de economia circular e na equidade ambiental na sua investigação, com o objetivo de reduzir os resíduos em aterros e promover a inovação verde. O seu trabalho não só promove tecnologias sustentáveis, mas também apoia o envolvimento científico inclusivo e culturalmente consciente.
