Το κατακάθι του καφέ κάνει το μπετόν 30% ανθεκτικότερο

Αν το πρωινό σας δεν μπορεί να μην περιέχει καφέ, δεν είστε οι μόνοι: σε παγκόσμιο επίπεδο, πίνουμε πάνω από 2 δισεκατομμύρια φλιτζάνια καφέ κάθε μέρα, με αποτέλεσμα 60 εκατομμύρια τόνοι χρησιμοποιημένων κατακαθιών καφέ κάθε χρόνο.

Μόνο ένα μικρό μέρος εξ′ αυτών επαναχρησιμοποιείται - κυρίως ως εδαφοβελτιωτικό - με τη συντριπτική πλειοψηφία να αποτεφρώνεται ή να καταλήγει σε χωματερές. Εκεί, όπως και άλλες οργανικές ενώσεις, τα κατακάθια του καφέ αποσυντίθενται και απελευθερώνουν μεθάνιο, ένα αέριο του θερμοκηπίου 25 φορές ισχυρότερο από το διοξείδιο του άνθρακα στην παγίδευση της θερμότητας.

Πλέον

όμως, οι ερευνητές λένε ότι το κατακάθι του καφέ θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως συστατικό στο μπετόν, και μάλιστα θα μπορούσαν να το κάνουν πιο ανθεκτικό, σύμφωνα με μία πρόσφατη μελέτη.

«Σκεφτήκαμε αυτή την ιδέα καθώς πίναμε ένα φλιτζάνι καφέ», λέει ο Rajeev Roychand, ερευνητής στη Σχολή Μηχανικής του Πανεπιστημίου RMIT στη Μελβούρνη της Αυστραλίας, ο οποίος ήταν επικεφαλής της μελέτης. «Καβουρδίσαμε τον χρησιμοποιημένο αλεσμένο καφέ απουσία οξυγόνου και λάβαμε κάτι που ονομάζεται βιοάνθρακας. Όταν τον προσθέσαμε στο σκυρόδεμα ως υποκατάστατο της άμμου, παρείχε 30% αύξηση στην αντοχή του υλικού».

Australia generates 75 million kilograms of ground coffee waste every year – most of it goes to landfills. @RMIT engineers have developed a technique to make concrete 30% stronger by turning waste coffee grounds into biochar.

Read more: https://t.co/42zIrJISFdpic.twitter.com/9MpINiJLdq

— Universities Australia (@uniaus) September 15, 2023

Ο Roychand και η ομάδα του αντικατέστησαν εν μέρει την άμμο με βιοάνθρακα - ένα υλικό παρόμοιο με τον ξυλάνθρακα - που προέρχεται από απόβλητα καφέ.Το καλύτερο αποτέλεσμα το πέτυχαν όταν αντικατέστησαν το 15% της άμμου και έψησαν το κατακάθι στους 350 βαθμούς Κελσίου. Το μπετόν που προέκυψε ήταν 30% ισχυρότερο από το κανονικό με βάση την αντοχή σε θλίψη - την ικανότητα του υλικού να αντέχει ένα φορτίο.

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

Ο βιοάνθρακας από απόβλητα καφέ μπορεί να μειώσει αυτή τη φυσική διαδικασία. Όταν ο βιοάνθρακας αναμιγνύεται με το σκυρόδεμα, λέει ο Roychand, τα σωματίδιά του δρουν σαν μικροσκοπικές δεξαμενές νερού, που κατανέμονται σε όλο το σκυρόδεμα. Καθώς το σκυρόδεμα σταθεροποιείται και αρχίζει να σκληραίνει, ο βιοάνθρακας απελευθερώνει αργά το νερό, ενυδατώνοντας ουσιαστικά το περιβάλλον υλικό και μειώνοντας τον αντίκτυπο της συρρίκνωσης και των ρωγμών.

Cream and sugar with your concrete? Professor Kypros Pilakoutas, Managing Director of the University of Sheffield Centre for Cement and Concrete, highlights the logistical challenge of using coffee ground to strengthen concrete. https://t.co/TZWKMam6ic

— EngineeringSheffield (@SheffUniEng) October 4, 2023«Υποπροϊόν υψηλής αξίας»

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

Ωστόσο, θεωρεί απίθανο ότι το σκυρόδεμα που παράγεται με αυτόν τον τρόπο θα βρει ποτέ ευρεία χρήση σε εφαρμογές μεγάλης κλίμακας. «Ενώ θα ήταν υπέροχο να συλλέξουμε όλα τα κατακάθια καφέ από όλη τη χώρα, το σχετικό κόστος θα ήταν σημαντικό και απαγορευτικό».

Προσθέτει ότι η πυρόλυση - η διαδικασία μέσω της οποίας παράγεται ο βιοάνθρακας - είναι δαπανηρή και πιστεύει ότι είναι απίθανο οι υψηλές συγκεντρώσεις άνθρακα στο σκυρόδεμα να ενισχύσουν τη μακροπρόθεσμη αντοχή του.

Ο Roychad από την άλλη επισημαίνει ότι ήδη πολλές εταιρείες στην Αυστραλία επικεντρώνονται στην ανακύκλωση των απορριμμάτων καφέ. Προσθέτει ότι το κόστος της πυρόλυσης σχετίζεται κυρίως με την αρχική επένδυση στον εξοπλισμό και ότι ο βιοάνθρακας παράγεται σε πολύ χαμηλότερη θερμοκρασία από το τσιμέντο - 350 βαθμούς Κελσίου σε σύγκριση με περίπου 1.450 βαθμούς Κελσίου. «Όμως χάνουμε 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 τη δεξαμενή σκέψης Chatham House - και ο Roychand πιστεύει ότι η αύξηση της αντοχής του σκυροδέματος κατά 30% καθιστά βιώσιμη τη μείωση της περιεκτικότητας σε τσιμέντο έως και 10%, μειώνοντας τις επιπτώσεις του στο κλίμα.

Ο ίδιος λέει ότι η ανακάλυψη έχει ήδη προσελκύσει το ενδιαφέρον τόσο κατασκευαστικών εταιρειών όσο και οργανισμών που ανακυκλώνουν κατακάθια καφέ, και η ομάδα του συνεργάζεται τώρα με τοπικά δημοτικά συμβούλια στην Αυστραλία για να ξεκινήσει επιτόπιες επιδείξεις.

Πηγή: CNN

ΔΕΙΤΕ ΑΚΟΜΑΠόλεις «καμίνια»: Πώς άσφαλτος, τσιμέντο και αστικές θερμικές νησίδες προκαλούν «ασφυξία»Τι να φυτέψουμε για να πάρουμε σπόρους και να φτιάξουμε τον δικό μας καφέ στο σπίτιΚαφές και κακάο σε κίνδυνο λόγω της πληθυσμιακής συρρίκνωσης των επικονιαστών