Los Posos de Café Mejoran la Resistencia del Concreto en un 30%.
Los científicos han descubierto que sustituyendo una parte de la arena por posos de café desechados (residuo orgánico que se genera en grandes cantidades y suele ir a parar a los vertederos) se puede reforzar el hormigón en un 30%. Esta técnica no sólo refuerza el hormigón, sino que también reduce la demanda de recursos naturales como la arena, en consonancia con un enfoque de la construcción basado en una economía circular más sostenible desde el punto de vista medioambiental.
60 millones de Toneladas Anuales de Café Molido Usado
Se calcula que cada año se generan en todo el mundo 60 millones de toneladas (54 millones de toneladas) de posos de café usados, lo que los convierte en el residuo más abundante procedente de la elaboración del café. Convencionalmente, la mayoría de estos posos van a parar a los vertederos.
Actualmente, un equipo de investigadores de la Universidad RMIT ha encontrado una aplicación novedosa y práctica para este tipo específico de residuos. Han ideado un método pionero para integrarlos en el hormigón. Según Rajeev Roychand, investigador principal de la investigación, la motivación de su estudio era descubrir una forma ingeniosa de utilizar las considerables cantidades de residuos de café en la construcción, en lugar de simplemente desecharlos en vertederos. Su objetivo era ofrecer al café una segunda oportunidad de ser útil.
Aprovechamiento del potencial de los posos de café en aplicaciones civiles y de construcción
Por el tamaño de sus finas partículas, los posos de café se han sugerido como un valioso componente para aplicaciones civiles y de construcción. Para investigar este potencial, los investigadores se han embarcado en una serie de experimentos. En primer lugar, recogieron posos de café de varias cafeterías de Melbourne (Australia) y los sometieron a un proceso de secado para eliminar la humedad.
A continuación, el material orgánico seco se calentó a dos temperaturas distintas: 350 °C (662 °F) o 500 °C (932 °F), mediante un procedimiento de baja energía y sin oxígeno conocido como pirólisis, que dio lugar a la creación de biocarbón.
Los investigadores emplearon doce diseños de mezcla distintos para evaluar el impacto del SCG en las propiedades mecánicas y microestructurales del hormigón. Estos diseños incluían SCG sin tratar, SCG calentados a 350 grados y SCG calentados a 500 grados. Estas variantes de SCG se integraron en cemento Portland ordinario en volúmenes del 0%, 5%, 10%, 15% y 20%, sirviendo como sustituto del árido fino, utilizándose arena natural como material original del árido fino.
El proceso de experimentación con hormigón
El procedimiento consistió en verter el hormigón fresco en moldes, vibrarlo para eliminar los huecos de aire y posteriormente curarlo a temperatura ambiente durante 24 horas. A continuación, las muestras de hormigón se desmoldaban y se volvían a curar en un tanque de agua antes de someterlas a las pruebas de resistencia a la compresión. Además, se emplearon la difracción de rayos X (DRX) y la microscopía electrónica de barrido (MEB) para analizar la microestructura del hormigón. La resistencia a la compresión, en este contexto, se refiere al esfuerzo de compresión máximo que puede soportar un material sólido antes de romperse.
Entre las distintas mezclas de hormigón evaluadas, la investigación reveló que la sustitución del 15% de la arena por SCG sometido a pirólisis a 350 °C (662 °F) producía una mejora significativa de las características del material, con un aumento sustancial del 29,3% de la resistencia a la compresión.
Aunque este estudio se encuentra todavía en sus fases iniciales, los resultados parecen prometedores y tienen potencial para generalizarse en la construcción en todo el mundo debido a la abundancia de café.
La industria del hormigón y la reducción de los residuos orgánicos
Shannon Kilmartin-Lynch, una de las coautoras principales, subrayó: “La industria del hormigón tiene potencial para contribuir significativamente a reducir la eliminación de residuos orgánicos como el café usado. Aunque nuestra investigación se encuentra en sus primeras fases, estos interesantes hallazgos presentan un enfoque innovador para reducir en gran medida el volumen de residuos orgánicos enviados a los vertederos.”
Este método de producción de hormigón, además de reducir el uso de vertederos, aborda otra preocupación medioambiental: el agotamiento de los recursos naturales finitos. Cada año se extraen entre 40.000 y 50.000 millones de toneladas de arena y grava para la construcción.
Preservar los recursos naturales con un enfoque de economía circular
La extracción continuada de arena natural de los lechos y riberas de los ríos para satisfacer la creciente demanda de la industria de la construcción tiene un impacto ambiental significativo”, señala Jie Li, coautor del estudio. La adopción de un enfoque de economía circular no sólo desviaría los residuos orgánicos de los vertederos, sino que también ayudaría a preservar nuestros recursos naturales, como la arena.”
Estos investigadores tienen previsto realizar exhaustivas evaluaciones mecánicas y de durabilidad del biocarbón de café pirolizado a 350 grados para posibles aplicaciones en el sector de la construcción. También se proponen explorar el impacto del uso de diferentes temperaturas de pirólisis en el rendimiento del material.
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