Εάν το πρωί σας δεν μπορεί να ξεκινήσει χωρίς καφέ, δεν είστε μόνοι: παγκοσμίως, πίνουμε πάνω από 2 δισεκατομμύρια φλιτζάνια καφέ κάθε μέρα , με αποτέλεσμα 60 εκατομμύρια τόνους υγρού, καταναλωμένου καφέ κάθε χρόνο.

Μόνο ένα μικρό μέρος αυτού επαναχρησιμοποιείται – κυρίως ως λίπασμα εδάφους – με τη συντριπτική πλειονότητα να αποτεφρώνεται ή να καταλήγει σε χωματερή. Εκεί, όπως και άλλες οργανικές ενώσεις, τα υπολείμματα καφέ αποσυντίθενται και απελευθερώνουν μεθάνιο, ένα αέριο του θερμοκηπίου 25 φορές πιο ισχυρό από το διοξείδιο του άνθρακα στην παγίδευση θερμότητας.

Τώρα, οι ερευνητές λένε ότι το κατακάθι του καφέ θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως συστατικό στο σκυρόδεμα, και θα μπορούσαν ακόμη και να το κάνουν πιο δυνατό, σύμφωνα με μια πρόσφατη μελέτη .

«Σκεφτήκαμε αυτή την ιδέα με ένα φλιτζάνι καφέ», λέει ο Rajeev Roychand, ερευνητής στη Σχολή Μηχανικών του Πανεπιστημίου RMIT στη Μελβούρνη της Αυστραλίας, ο οποίος ηγήθηκε της μελέτης. «Ψήναμε τον αλεσμένο καφέ χωρίς οξυγόνο και λάβαμε κάτι που λέγεται biochar. Όταν το προσθέσαμε στο σκυρόδεμα ως αντικατάσταση της άμμου, παρείχε αύξηση της αντοχής του υλικού κατά 30%.

Μικρές δεξαμενές

Το σκυρόδεμα αποτελείται από τέσσερα βασικά συστατικά: νερό, χαλίκι, άμμο και τσιμέντο. Είναι το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο δομικό υλικό στον κόσμο και περνάμε από 30 δισεκατομμύρια τόνους ετησίως, τρεις φορές περισσότερο από ό,τι πριν από 40 χρόνια.

Ο Roychand και η ομάδα του αντικατέστησαν εν μέρει την άμμο με βιοκάρβουνο — ένα υλικό παρόμοιο με το κάρβουνο — που προέρχεται από υπολείμματα καφέ. πέτυχαν το καλύτερο αποτέλεσμα όταν αντικατέστησαν το 15% της άμμου και έψησαν τους αλεσμένους στους 350 βαθμούς Κελσίου (662 βαθμούς Φαρενάιτ). Το σκυρόδεμα που προέκυψε ήταν 30% ισχυρότερο από το κανονικό σκυρόδεμα λόγω θλιπτικής αντοχής – την ικανότητα του υλικού να αντέχει σε ένα φορτίο.

Στο κανονικό σκυρόδεμα, το νερό, το δεύτερο μεγαλύτερο συστατικό του σε όγκο, απορροφάται από το τσιμέντο με την πάροδο του χρόνου, μειώνοντας την ποσότητα της υγρασίας που εξακολουθεί να υπάρχει μέσα στο σκυρόδεμα, λέει ο Roychand. Αυτό το φαινόμενο ξήρανσης, γνωστό ως ξήρανση, προκαλεί συρρίκνωση και ρωγμές σε μικροκλίμακα, αποδυναμώνοντας το σκυρόδεμα.

Το βιοκάρβουνο από τα απορρίμματα καφέ μπορεί να μειώσει αυτή τη φυσική διαδικασία. Όταν το βιοκάρβουνο αναμιγνύεται με σκυρόδεμα, λέει ο Roychand, τα σωματίδια του λειτουργούν σαν μικροσκοπικές δεξαμενές νερού, κατανεμημένες σε όλο το σκυρόδεμα. Καθώς το σκυρόδεμα πήζει και αρχίζει να σκληραίνει, το βιοκάρβουνο απελευθερώνει αργά το νερό, ουσιαστικά ενυδατώνοντας το περιβάλλον υλικό και μειώνοντας τις επιπτώσεις της συρρίκνωσης και της ρωγμής.

«Θα εκτρέπαμε αυτά τα απόβλητα και θα τα μετατρέπαμε σε πολύτιμο πόρο», λέει ο Roychand. «Υπάρχει επίσης έλλειψη άμμου, και ακόμη κι αν αντικαταστήσουμε ένα μέρος της, εξακολουθούμε να βελτιώνουμε την πτυχή της βιωσιμότητας και σιγά σιγά μπορεί να φτάσουμε σε ένα στάδιο όπου ένα σημαντικό κομμάτι άμμου μπορεί να αντικατασταθεί με διαφορετικά απόβλητα .»

“Υψηλής αξίας υποπροϊόν”

Σύμφωνα με τον Κύπρο Πηλακούτα, καθηγητή κατασκευαστικής καινοτομίας στο Πανεπιστήμιο του Σέφιλντ στο Ηνωμένο Βασίλειο, ο οποίος δεν ασχολήθηκε με την εργασία, η μελέτη είναι ενδιαφέρουσα από τεχνολογική άποψη.

Ωστόσο, θεωρεί απίθανο το σκυρόδεμα που παράγεται με αυτόν τον τρόπο να βρει ποτέ ευρεία χρήση σε εφαρμογές μεγάλης κλίμακας. «Το κύριο ζήτημα με τα απόβλητα είναι κυρίως η συλλογή και η επεξεργασία», λέει. «Αν και θα ήταν υπέροχο να συλλέξουμε όλα τα κατακάθια καφέ από μια χώρα, το σχετικό κόστος θα ήταν σημαντικό και απαγορευτικό».

Προσθέτει ότι η πυρόλυση – η διαδικασία μέσω της οποίας παράγεται το βιοκάρβουνο – δεν είναι δωρεάν και πιστεύει ότι είναι απίθανο οι υψηλές συγκεντρώσεις άνθρακα στο σκυρόδεμα να ενισχύσουν τη μακροπρόθεσμη αντοχή του.

Ο Roychad επισημαίνει ότι η συλλογή απορριμμάτων είναι ήδη mainstream και ότι ορισμένες εταιρείες στην Αυστραλία επικεντρώνονται στην ανακύκλωση των απορριμμάτων καφέ. Προσθέτει ότι το κόστος της πυρόλυσης σχετίζεται κυρίως με την αρχική επένδυση σε εξοπλισμό και ότι το βιοκάρβουνο παράγεται σε πολύ χαμηλότερη θερμοκρασία από το τσιμέντο — 350 Κελσίου σε σύγκριση με περίπου 1.450 Κελσίου. «Αλλά μας λείπουν άλλα οφέλη», υποστηρίζει, «καθώς τα απόβλητα που καταλήγουν στις χωματερές απαιτούν κόστος για τη διάθεσή τους. Τώρα μπορεί να μετατραπεί σε υποπροϊόν υψηλής αξίας».

Το συστατικό του σκυροδέματος που συμβάλλει περισσότερο στην κλιματική αλλαγή είναι το τσιμέντο – το οποίο ήταν υπεύθυνο για το 8% των παγκόσμιων εκπομπών CO2 το 2021 σύμφωνα με το think tank Chatham House – και ο Roychand πιστεύει ότι η αύξηση της αντοχής του σκυροδέματος κατά 30% καθιστά βιώσιμη τη μείωση την περιεκτικότητα σε τσιμέντο έως και 10%, μειώνοντας τις κλιματικές επιπτώσεις του.

Λέει ότι η ανακάλυψη έχει ήδη προσελκύσει το ενδιαφέρον τόσο από κατασκευαστικές εταιρείες όσο και από οργανισμούς που ανακυκλώνουν κατακάθι καφέ και η ομάδα του τώρα συνεργάζεται με τοπικά συμβούλια στην Αυστραλία για να ξεκινήσει επιτόπιες επιδείξεις.

«Ένα από τα πράγματα που θα κάνουμε είναι να παρακολουθούμε το σκυρόδεμα με την πάροδο του χρόνου, για έξι μήνες έως ένα χρόνο», λέει. «Αυτό θα διασφαλίσει ότι το βιοκάρβουνο θα διατηρήσει τις ιδιότητές του με την πάροδο του χρόνου».

Πηγή: https://edition.cnn.com