A Austrália enfrenta um duplo desafio ambiental: 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, que muitas vezes acabam em aterros, libertando gás metano – que retém calor e contribui significativamente para as alterações climáticas. Para combater tanto os resíduos como a poluição, os investigadores investigaram se estes resíduos quotidianos poderiam ser reutilizados para tornar o betão mais resistente e mais amigo do ambiente.
Dr. Rajeev Raichand e Professor Shannon Kilmartin da Universidade RMIT conduziram um estudo abrangente, que foi publicado recentemente na revista científica Journal of Cleaner Production. Depois de aquecer os grãos de café e transformá-los em um material semelhante ao carvão – cientificamente conhecido como biochar, um material poroso produzido pela queima de matéria orgânica na ausência de oxigênio – a equipe investigou se poderia substituir parte da areia normalmente misturada ao concreto.
Nos seus testes, os investigadores descobriram que a aplicação de borra de café não tratada diretamente no concreto não funcionou bem. Os compostos naturais do solo interferem no endurecimento do cimento, tornando o concreto mais fraco. No entanto, quando os grãos de café foram aquecidos num ambiente sem oxigénio – um processo chamado pirólise, que decompõe a matéria orgânica em formas estáveis de carbono – o efeito foi muito diferente. Adicionar a quantidade certa deste material de café tratado ao concreto torna-o extremamente forte.
Essa melhoria na força vem de alguns fatores-chave. Primeiro, o material do café tratado possui pequenos poros que retêm a água. Isto permite que o cimento endureça de forma mais eficaz a partir do interior, mesmo depois da superfície exterior ter secado. Além disso, a mistura de cimento penetra nos poros dos grânulos de café tratados, criando uma melhor ligação entre os materiais e ajudando o concreto a aderir com maior firmeza. Por causa desses efeitos, o material do café não preenche o espaço – na verdade, ajuda o concreto a ficar mais resistente.
“O concreto com material à base de café tratado em baixas temperaturas ficou mais resistente à medida que adicionamos mais, até certo ponto”, explicou o Dr. Raichand. “Além disso, as vantagens começaram a se estabilizar, mas o concreto ainda teve um desempenho geral melhor.” Isso significa que há um ponto ideal para a quantidade de pó de café que deve ser usada para obter os melhores resultados.
Ambiental e economicamente, o resultado é encorajador. A Austrália joga fora grandes quantidades de borra de café usada todos os anos. Segundo o estudo, a conversão desses resíduos em borra de café refinada pode produzir material útil suficiente para substituir uma parcela significativa da areia usada na construção de concreto. Isto ajudará a reduzir os resíduos que vão para aterros e a reduzir a necessidade de jateamento de areia, que muitas vezes danifica o ambiente natural.
A equipa destacou que esta estratégia se enquadra bem na ideia de utilizar resíduos para criar novos produtos – muitas vezes chamada de economia circular, que se refere à reutilização e reciclagem contínuas de materiais em vez de os descartar. Pode beneficiar o ambiente, impulsionar a economia e até criar empregos. Ao transformar os resíduos em algo valioso, a necessidade de novas matérias-primas é reduzida e podem surgir novas oportunidades de negócio na reciclagem e na construção verde.
“Adicionar materiais à base de café não apenas melhora o concreto; também fornece uma maneira prática de gerenciar resíduos”, disse o professor Gilmartin. Eles acreditam que mais estudos deveriam ser feitos para ver como o material se comporta ao longo do tempo, especialmente sob diferentes condições climáticas e tipos de construção.
Nota de diário
Roychand R., Kilmartin-Lynch S., Saberian M., Li J., Zhang G., Li CQ “Conversão de borra de café gasta em um recurso valioso para melhorar a resistência do concreto.” Revista de Produção Mais Limpa, 2023. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2023.138205
Sobre os professores
Dr. Ele é pesquisador da Escola de Engenharia da Universidade RMIT, Melbourne, Austrália, onde se especializou em materiais de construção sustentáveis. Com formação em engenharia civil e profundo interesse em inovação ambiental, o seu trabalho centra-se na reciclagem de resíduos industriais e orgânicos em materiais de construção de alto desempenho. Dr. Raichand liderou vários projetos explorando o uso de materiais alternativos, como cinzas volantes, resíduos de plástico e biochar para melhorar a estabilidade e o desempenho do concreto. Ele é apaixonado por reduzir a pegada de carbono da indústria da construção, desenvolvendo soluções práticas e escaláveis. Conhecido por sua abordagem prática e colaborações na indústria, o Dr. Raichand pretende preencher a lacuna entre a pesquisa acadêmica e as aplicações de infraestrutura do mundo real.
Professora Shannon Gilmartin-Lynch Bolsista de pesquisa pré-doutorado indígena e líder emergente em pesquisa de materiais sustentáveis na Universidade RMIT. Seu trabalho combina ciência ambiental com soluções de engenharia focadas na comunidade. Dedicada a melhorar a representação indígena em STEM, ela explora como resíduos, como borra de café e equipamentos de proteção individual, podem ser transformados em recursos valiosos para construção. A professora Gilmartin-Lynch tem um forte foco nas práticas de economia circular e na equidade ambiental em sua pesquisa, que visa 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.
