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En todo el mundo, la cultura del café impregna la vida cotidiana, impulsando la productividad y generando importantes huellas ambientales. Cada año, la humanidad desecha más de 7 millones de toneladas de posos de café, una cantidad que supera incluso los flujos de residuos más biodegradables. Un equipo de investigación de la Universidad RMIT de Melbourne ha convertido este desafío en una oportunidad y ha descubierto que, en condiciones específicas, estos terrenos pueden reforzar el hormigón.
Sus hallazgos, publicados en el Journal of Cleaner Production (2023), revelan que convertir los posos de café en biocarbón, un material similar al carbón producido por pirólisis, e incorporarlo en lugar de una porción de arena en mezclas de concreto estándar produce un compuesto que supera al concreto convencional en durabilidad.
Más allá de ser una novedad, el descubrimiento aborda dos preocupaciones ambientales apremiantes:desvía los desechos orgánicos de los vertederos, mitigando las emisiones de metano, y reduce la dependencia de la arena natural, un recurso cuya extracción de los lechos de los ríos y las zonas costeras se está agotando rápidamente. Este doble beneficio podría allanar el camino para prácticas de construcción más ecológicas y viviendas más sostenibles.
El hormigón se encuentra entre los materiales de construcción más omnipresentes del mundo, pero su fabricación representa aproximadamente el 8% de las emisiones globales de CO₂, según un estudio de la Universidad de Princeton. Al mismo tiempo, los desechos orgánicos, como los posos de café, se descomponen para producir metano, un potente gas de efecto invernadero. Al reutilizar estos terrenos para convertirlos en material de refuerzo, el sector de la construcción puede reducir simultáneamente su huella de carbono y frenar la liberación de metano.
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El equipo de RMIT evitó simplemente agregar posos de café crudo al concreto (un método que ofrecería pocos beneficios estructurales) sometiendo primero los desechos a pirólisis. Este proceso calienta los granos en un ambiente libre de oxígeno, transformándolos en biocarbón que cuenta con una estructura porosa y de gran superficie similar al carbón vegetal.
Se probaron dos temperaturas de pirólisis:662 °F (≈356 °C) y 932 °F (≈500 °C). Sorprendentemente, el biocarbón producido a 662°F, cuando se usó para reemplazar el 15% de la arena en una mezcla convencional, produjo un concreto que era un 29,3% más fuerte que el control. El biocarbón de la temperatura más alta (932 °F) fue menos efectivo, lo que subraya la importancia de un control preciso de la temperatura para un rendimiento óptimo.
La mayor resistencia se atribuye a la microestructura del biocarbón del café. Su alta superficie y porosidad mejoran la unión con la pasta de cemento, mejorando la adhesión interfacial y la cohesión general de la matriz.
Si bien aún no se ha evaluado completamente la durabilidad a largo plazo en condiciones extremas, como ciclos de temperatura y abrasión, los resultados preliminares son alentadores. El profesor Jie Li, investigador principal, señala:"La extracción continua de arena natural de los lechos de los ríos y las costas impone una grave tensión ambiental. Desarrollar alternativas sostenibles como el biocarbón a base de café es fundamental para mantener un suministro viable de materiales de construcción".
