Conform ScienceAlert, cercetarea publicată inițial în 2023 urmărește valorificarea deșeurilor organice și reducerea consumului de nisip natural în industria construcțiilor. La nivel mondial, aproximativ 10 miliarde de kilograme (22 de miliarde de livre) de deșeuri de cafea sunt generate anual, iar cea mai mare parte ajunge la gropile de gunoi.

„Eliminarea deșeurilor organice reprezintă o provocare pentru mediu, deoarece acestea emit cantități mari de gaze cu efect de seră, inclusiv metan și dioxid de carbon, care contribuie la schimbările climatice”, a explicat Rajeev Roychand, inginer la Universitatea RMIT, la publicarea cercetării.

Industria construcțiilor se confruntă, la rândul său, cu probleme asociate extracției nisipului natural, o resursă utilizată pe scară largă la fabricarea betonului.

„Extracția continuă a nisipului natural la nivel mondial, de regulă din albiile și malurile râurilor, pentru a satisface cererea în creștere rapidă a industriei construcțiilor, are un impact major asupra mediului”, a declarat Jie Li, inginer la RMIT.

Acesta a explicat că resursele limitate și efectele exploatării nisipului creează dificultăți pe termen lung pentru aprovizionarea sustenabilă. Utilizarea deșeurilor organice în construcții ar putea reduce cantitățile depozitate la gropile de gunoi și ar contribui la conservarea resurselor naturale.

Cum transformă cercetătorii de la RMIT zațul de cafea în material pentru beton

Zațul de cafea nu poate fi introdus direct în compoziția betonului, deoarece eliberează substanțe chimice care reduc rezistența materialului.

Pentru a evita această problemă, cercetătorii au utilizat un proces numit piroliză, care presupune încălzirea deșeurilor de cafea la temperaturi de peste 350 °C (aproximativ 660 °F), într-un mediu cu oxigen limitat și cu un consum redus de energie.

Procesul descompune moleculele organice și produce biochar, un material carbonic poros care poate forma legături cu matricea de ciment. Acesta permite integrarea deșeurilor de cafea în compoziția betonului.

Echipa coordonată de Rajeev Roychand a testat și tratarea termică a zațului la 500 °C. Particulele de biochar obținute la această temperatură au avut însă o rezistență mai redusă.

Cercetătorii trebuie să evalueze în continuare durabilitatea materialului pe termen lung. Testele vizează comportamentul betonului în condiții de îngheț și dezgheț, absorbția apei, abraziunea și alți factori de solicitare.

Echipa studiază și posibilitatea producerii de biochar din alte categorii de deșeuri organice, inclusiv lemn, resturi alimentare și reziduuri agricole.

„Cercetarea noastră este într-un stadiu incipient, dar aceste rezultate oferă o modalitate inovatoare de a reduce considerabil cantitatea de deșeuri organice care ajunge la gropile de gunoi”, a declarat Shannon Kilmartin-Lynch, inginer la RMIT.

Acesta a explicat că cercetarea sa este inspirată și de perspectiva populațiilor indigene asupra protejării mediului, prin principiul „Caring for Country”, care presupune asigurarea unui ciclu de viață sustenabil pentru materiale și evitarea depozitării deșeurilor, pentru reducerea impactului asupra naturii.

Betonul cu zaț de cafea, utilizat în proiecte de infrastructură din Australia

În 2024, Universitatea RMIT și administrația locală Macedon Ranges Shire Council au realizat un prim test în condiții reale, prin construirea unui trotuar în Gisborne, statul Victoria.

Proiectul a inclus o secțiune realizată din beton cu biochar obținut din cafea, o secțiune cu biochar produs din așchii de lemn și o secțiune de control, construită din beton convențional.

Tot în 2024, programul de infrastructură Victoria's Big Build a utilizat beton cu biochar din cafea pentru realizarea unui trotuar în cadrul proiectului Pakenham Roads Upgrade. Acesta a fost primul proiect major de infrastructură în care a fost folosit materialul.

Potrivit estimărilor companiei de construcții BildGroup, proiectul a permis valorificarea unei cantități de zaț echivalente cu aproximativ 140.000 de cafele și economisirea a peste 3 tone metrice de nisip (3,3 tone americane).

La începutul anului 2025, echipa RMIT a primit premiul People's Choice Problem Solver Award, în cadrul Shaping Australia Awards, organizat de Universities Australia.

Cercetătorii au anunțat atunci că lucrează împreună cu un partener de comercializare la elaborarea unui plan de afaceri pentru introducerea materialului pe piață.