Resíduos de café podem aumentar em 30% a resistência do concreto, diz estudo

Uma pesquisa inovadora conduzida por cientistas na Austrália revelou que a utilização de resíduos de café processados pode aumentar significativamente a resistência do concreto. O estudo aponta que, ao adicionar borra de café carbonizada à mistura, é possível obter um concreto até 30% mais resistente. 

A descoberta apresenta uma solução promissora para dois grandes desafios ambientais: o descarte inadequado de resíduos orgânicos e a crescente demanda por recursos naturais na indústria da construção.

Anualmente, são produzidos globalmente cerca de 10 bilhões de quilos de resíduos de café, grande parte dos quais acaba em aterros sanitários. Essa prática contribui para a emissão de gases de efeito estufa, como metano e dióxido de carbono, que aceleram as mudanças climáticas. Conforme explicou o engenheiro Rajeev Roychand, da RMIT University, quando a pesquisa foi publicada em 2023, o descarte de resíduos orgânicos representa um desafio ambiental significativo devido à emissão de grandes quantidades de gases nocivos.

Simultaneamente, o setor da construção civil enfrenta uma demanda crescente por concreto, um material que exige a extração intensiva de recursos naturais, como a areia. A extração de areia de leitos de rios e margens tem um impacto ambiental considerável, afetando a biodiversidade e a estabilidade dos ecossistemas.

O engenheiro Jie Li, também da RMIT, ressaltou que a extração contínua de areia natural para atender às demandas da construção causa um grande impacto no meio ambiente. Ele acrescenta que, devido à natureza finita dos recursos e aos impactos ambientais da mineração de areia, existem desafios críticos e duradouros na manutenção de um fornecimento sustentável de areia. Com uma abordagem de economia circular, poderíamos manter os resíduos orgânicos fora dos aterros sanitários e também preservar melhor nossos recursos naturais, como a areia.

A solução: borra de café transformada em biochar

A adição direta de produtos orgânicos, como a borra de café, ao concreto não é viável, pois esses materiais podem liberar substâncias químicas que comprometem a resistência do material de construção. Para contornar esse problema, a equipe de pesquisa utilizou um processo de pirólise, que consiste em aquecer os resíduos de café a temperaturas superiores a 350°C em um ambiente com baixo teor de oxigênio.

A pirólise decompõe as moléculas orgânicas, transformando-as em um material carbonizado poroso chamado biochar (biocarvão). O biochar pode formar ligações com a matriz do cimento, incorporando-se à sua estrutura e conferindo maior resistência ao concreto.

Roychand e seus colegas também tentaram pirolisar a borra de café a 500 °C, mas as partículas de biochar resultantes não eram tão fortes.

O estudo foi publicado no Journal of Cleaner Production.

Próximos passos

Os pesquisadores alertam que ainda são necessárias avaliações da durabilidade a longo prazo do concreto produzido com biochar de café. Atualmente, a equipe está conduzindo testes para verificar o desempenho do material em condições de congelamento e descongelamento, absorção de água, abrasão e outros fatores de estresse.

Adicionalmente, os cientistas estão explorando a produção de biochar a partir de outras fontes de resíduos orgânicos, como madeira, restos de comida e resíduos agrícolas.

A engenheira Shannon Kilmartin-Lynch, da RMIT, enfatizou que a pesquisa ainda está em seus estágios iniciais, mas as descobertas oferecem uma maneira inovadora de reduzir drasticamente a quantidade de resíduos orgânicos destinados a aterros sanitários.

Ela também adicionou que a inspiração para sua pesquisa, de uma perspectiva indígena, envolve o cuidado com o país, garantindo que haja um ciclo de vida sustentável para todos os materiais e evitando que as coisas vão para o aterro sanitário para minimizar o impacto no meio ambiente.