تفاله‌های قهوه؛ راهکاری نوین برای افزایش مقاومت بتن و کاهش آلودگی

پژوهشگران استرالیایی با ابداع روشی نوآورانه برای تبدیل تفاله‌های قهوه به ماده‌ای غنی از کربن، موفق شدند مقاومت ساختاری بتن را تا ۳۰ درصد ارتقا دهند. این دستاورد علمی نه تنها راهکاری برای مدیریت پسماندهای آلی است، بلکه می‌تواند فشار بر منابع طبیعی را نیز به شدت کاهش دهد.

چالش زیست‌محیطی ضایعات قهوه

در حال حاضر، جهان سالانه با تولید حدود ۱۰ میلیارد کیلوگرم ضایعات قهوه مواجه است. بخش بزرگی از این پسماندها به محل‌های دفن زباله منتقل می‌شوند که منجر به انتشار گازهای گلخانه‌ای مخرب نظیر متان و دی‌اکسید کربن می‌گردد.

استفاده از این ضایعات در صنعت ساختمان می‌تواند دو مزیت بزرگ داشته باشد:

• کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای ناشی از تجزیه مواد آلی
• کاهش نیاز به استخراج ماسه از رودخانه‌ها و محیط‌های طبیعی

فناوری پیرولیز و تولید بیوچار

افزودن مستقیم تفاله به بتن به دلیل وجود ترکیبات آلی، باعث کاهش استحکام آن می‌شود. برای رفع این مشکل، دانشمندان دانشگاه RMIT استرالیا از فرایند پیرولیز استفاده کردند. در این روش، تفاله‌ها در محیطی بدون اکسیژن و در دمای مشخص حرارت داده می‌شوند.

خروجی این فرآیند، ماده‌ای متخلخل به نام بیوچار یا زغال زیستی است که می‌تواند به خوبی با ساختار سیمان پیوند برقرار کند.

از آزمایشگاه تا پروژه‌های زیرساختی

این فناوری از مرحله تئوری فراتر رفته و در پروژه‌های واقعی نیز به کار گرفته شده است. در سال ۲۰۲۴، آزمایش‌های میدانی در شهر گیزبورن استرالیا انجام شد که در آن از بتن حاوی بیوچار برای ساخت پیاده‌رو استفاده گردید.

"در پروژه بهسازی جاده‌های پاکنهام، بازیافت معادل ۱۴۰ هزار فنجان قهوه و صرفه‌جویی در بیش از سه تن ماسه گزارش شده است."

اگرچه نتایج اولیه بسیار امیدوارکننده است، اما محققان همچنان در حال بررسی دوام این بتن در برابر عوامل محیطی مانند یخ‌زدگی، سایش و نفوذ آب هستند.

در نهایت، تبدیل تفاله‌های قهوه به بیوچار می‌تواند گامی بزرگ در جهت اقتصاد چرخشی و ساخت‌وساز پایدار باشد. اگرچه نیاز به بررسی‌های اقتصادی و طولانی‌مدت برای استفاده گسترده وجود دارد، اما پتانسیل این ماده در کاهش اثرات زیست‌محیطی انکارناپذیر است.