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Em todo o mundo, a cultura do café permeia a vida quotidiana, estimulando a produtividade e ao mesmo tempo gerando pegadas ambientais significativas. Todos os anos, a humanidade descarta mais de 7 milhões de toneladas de borras de café usadas – uma quantidade que supera até mesmo os fluxos de resíduos mais biodegradáveis. Uma equipa de investigação da Universidade RMIT em Melbourne transformou este desafio numa oportunidade, descobrindo que, sob condições específicas, estes terrenos podem realmente reforçar o betão.

Suas descobertas, publicadas no Journal of Cleaner Production (2023), revelam que a conversão de borra de café em biochar – um material semelhante ao carvão produzido por pirólise – e a sua incorporação no lugar de uma porção de areia em misturas de concreto padrão produz um compósito que supera o concreto convencional em termos de durabilidade.

Para além de ser uma novidade, a descoberta aborda duas preocupações ambientais prementes:desvia os resíduos orgânicos dos aterros, mitigando as emissões de metano, e reduz a dependência da areia natural – um recurso cuja extracção dos leitos dos rios e das zonas costeiras está a esgotar-se rapidamente. Este duplo benefício poderia abrir caminho para práticas de construção mais ecológicas e habitações mais sustentáveis.

O betão está entre os materiais de construção mais omnipresentes do mundo, mas o seu fabrico é responsável por cerca de 8% das emissões globais de CO₂, de acordo com um estudo da Universidade de Princeton. Ao mesmo tempo, resíduos orgânicos, como borra de café, se decompõem para produzir metano, um potente gás de efeito estufa. Ao transformar estes terrenos num material de reforço, o setor da construção pode simultaneamente reduzir a sua pegada de carbono e reduzir a libertação de metano.

Como a borra de café fortalece o concreto

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A equipe da RMIT evitou simplesmente adicionar borra de café cru ao concreto – um método que ofereceria poucos benefícios estruturais – submetendo primeiro os resíduos à pirólise. Este processo aquece os solos num ambiente isento de oxigénio, transformando-os em biocarvão que apresenta uma estrutura porosa e de elevada área superficial, semelhante ao carvão.

Duas temperaturas de pirólise foram testadas:662°F (≈356°C) e 932°F (≈500°C). Notavelmente, o biochar produzido a 662°F, quando usado para substituir 15% da areia numa mistura convencional, produziu um betão 29,3% mais resistente do que o controlo. O Biochar da temperatura mais alta (932°F) foi menos eficaz, ressaltando a importância do controle preciso da temperatura para um desempenho ideal.

A resistência aprimorada é atribuída à microestrutura do biochar do café. Sua alta área superficial e porosidade melhoram a ligação com a pasta de cimento, melhorando a adesão interfacial e a coesão geral da matriz.

Embora a durabilidade a longo prazo sob condições extremas – como ciclagem de temperatura e abrasão – ainda não tenha sido totalmente avaliada, os resultados preliminares são encorajadores. O professor Jie Li, investigador principal, observa:"A extração contínua de areia natural dos leitos dos rios e das zonas costeiras impõe uma grave pressão ambiental. O desenvolvimento de alternativas sustentáveis, como o biochar à base de café, é fundamental para manter um fornecimento viável de materiais de construção".