Dall’Australia arriva un metodo sostenibile per produrre cemento sostenibile a partire da fondi di caffè usati e riciclati.
Un team di ingegneri australiani ha trovato il modo di produrre cemento sostenibile, resistente e durabile a partire da fondi di caffè usati. Si tratta di un metodo virtuoso di recupero di scarti altrimenti difficilmente riciclabili, ma non solo. Mentre aumenta il tasso di riciclo dei fondi di caffè, questo nuovo bio-cemento consente anche di produrre in modo nettamente più sostenibile un materiale che altrimenti richiederebbe un processo ad alto consumo energetico e idrico e ad alto impatto ambientale.
Una nuova vita per il caffè come cemento sostenibile
Ogni anno l’Australia genera 75 milioni di chilogrammi di rifiuti di caffè macinato, la maggior parte dei quali finisce in discarica. A livello globale, sono però 10 miliardi i chilogrammi di caffè “esausto” prodotti annualmente e difficilmente riciclabili in grandi quantità. «L’ispirazione per il nostro lavoro è stata quella di trovare un modo innovativo di utilizzare le grandi quantità di rifiuti di caffè nei progetti di costruzione piuttosto che destinarli alla discarica, per dare al caffè una seconda vita», ha affermato il dottor Rajeev Roychand, ricercatore post-doc del team della School of Engineering dell’Università RMIT (Royal Melbourne Institute of Technology).
«Diversi comuni che lottano per lo smaltimento dei rifiuti organici hanno mostrato interesse per il nostro lavoro. […] Ci hanno già ingaggiato per i loro prossimi progetti infrastrutturali che incorporano forme pirolizzate di diversi rifiuti organici». Ma come coniugare la necessità di impiegare in modo virtuoso questa grande quantità di scarti e la necessità di una rapida transizione ecologica dell’edilizia?
Il caffè migliora le prestazioni del calcestruzzo
Il team australiano ha sviluppato una tecnica per rendere il calcestruzzo più resistente del 30% trasformando i fondi di caffè di scarto in biochar e utilizzando un processo a basso consumo. «Lo smaltimento dei rifiuti organici rappresenta una sfida ambientale perché emette grandi quantità di gas serra tra cui metano e anidride carbonica, che contribuiscono al cambiamento climatico».
Pubblicato sul Journal of Cleaner Production, lo studio degli ingegneri di RMIT è il primo a dimostrare che i fondi di caffè di scarto possono essere effettivamente utilizzati per migliorare il cemento e renderlo più sostenibile. A causa del suo elevato contenuto organico, il caffè non è idoneo all’uso diretto nel calcestruzzo strutturale. Il progetto sperimentale ha però esaminato la pirolisi di questi rifiuti a diverse temperature (350 e 500 °C). Ne ha così identificato l’idoneità a migliorare le proprietà fisico-chimiche e meccaniche del calcestruzzo.
Le forme grezze e pirolizzate dei fondi sono state utilizzate in sostituzione degli aggregati fini, come la sabbia, in diverse percentuali. Sono poi stati effettuati test di fluorescenza a raggi X, analisi di carbonio, idrogeno, azoto e zolfo, analisi delle dimensioni delle particelle mediante diffrazione laser, diffrazione di raggi X, microscopia elettronica a scansione e test di resistenza alla compressione. I risultati mostrano che la pirolisi a 350 °C ha portato a un miglioramento significativo delle proprietà del materiale. Il risultato è un aumento del 29,3% della resistenza a compressione del calcestruzzo composito miscelato con biochar del caffè.
Un incentivo al riciclo e alla tutela delle risorse naturali
Secondo la co-autrice dell’esperimento sul cemento sostenibile, la dott.ssa Shannon Kilmartin-Lynch, le industrie edili di tutto il mondo potrebbero svolgere un ruolo fondamentale nel trasformare questo genere di rifiuti in una risorsa preziosa. «L’ispirazione per la mia ricerca, da una prospettiva indigena, implica […] garantire che ci sia un ciclo di vita sostenibile per tutti i materiali ed evitare che le cose finiscano in discarica per ridurre al minimo l’impatto sull’ambiente», ha affermato. «L’industria del calcestruzzo ha il potenziale per contribuire in modo significativo ad aumentare il riciclaggio dei rifiuti organici come il caffè usato. […] La nostra ricerca è nelle fasi iniziali, ma questi risultati entusiasmanti offrono un modo innovativo per ridurre notevolmente la quantità di rifiuti organici che finiscono in discarica».
Il professor Jie Li, leader del gruppo di ricerca, conferma che «la continua estrazione di sabbia naturale in tutto il mondo […] per soddisfare la domanda in rapida crescita del settore edile ha un grande impatto sull’ambiente». Ogni anno in tutto il mondo vengono infatti utilizzate 50 miliardi di tonnellate di sabbia naturale nei progetti di costruzione. «Ci sono sfide critiche e di lunga durata nel mantenere una fornitura sostenibile di sabbia a causa della natura limitata delle risorse e degli impatti ambientali dell’estrazione della sabbia». Sostituirla con il biochar del caffè significherebbe perciò preservare una preziosa risorsa naturale.
Il ricercatore Dr. Mohammad Saberian sottolinea invece che l’industria delle costruzioni dovrà sempre più esplorare materie prime alternative per garantirne la sostenibilità. «Il nostro gruppo di ricerca ha acquisito una vasta esperienza nello sviluppo di biochar altamente ottimizzati da diversi rifiuti organici, tra cui biochar di legno, biochar da rifiuti alimentari, biochar da rifiuti agricoli e biochar da rifiuti solidi urbani, per applicazioni concrete». Non resta che sviluppare strategie di implementazione pratica e lavorare alle sperimentazioni sul campo, collaborando con con varie industrie per ampliare la ricerca.
