Gli scarti di caffè trasformati in carbone poroso potrebbero aumentare fino al 30 per cento la resistenza del calcestruzzo e, allo stesso tempo, ridurre il ricorso alla sabbia naturale. Il risultato è stato ottenuto da un gruppo di ingegneri della RMIT University, in Australia, in uno studio pubblicato nel 2023 sul Journal of Cleaner Production. La durabilità del materiale nel lungo periodo, però, deve ancora essere verificata.
Ogni anno nel mondo si producono circa 10 miliardi di chilogrammi di scarti di caffè, la maggior parte dei quali finisce in discarica. «Lo smaltimento dei rifiuti organici rappresenta una sfida ambientale, perché genera grandi quantità di gas serra, tra cui metano e anidride carbonica, che contribuiscono al cambiamento climatico», ha spiegato l’ingegnere della RMIT Rajeev Roychand al momento della pubblicazione della ricerca.
Anche la produzione di calcestruzzo comporta un notevole consumo di risorse, e la domanda cresce con l’espansione dell’edilizia nel mondo, in un mercato globale delle costruzioni in forte espansione. In particolare, l’estrazione di sabbia naturale, spesso dai letti e dalle rive dei fiumi, può danneggiare gli ecosistemi e mettere sotto pressione una risorsa limitata. «La natura limitata delle risorse e l’impatto ambientale dell’estrazione della sabbia rendono difficile garantire una fornitura sostenibile nel tempo», ha dichiarato Jie Li, ingegnere della RMIT. «Adottando un approccio basato sull’economia circolare, potremmo evitare che i rifiuti organici finiscano in discarica e preservare meglio le risorse naturali, come la sabbia».
Roychand et al., Journal of Cleaner Production, 2023
I fondi di caffè non possono essere aggiunti direttamente al calcestruzzo: rilasciano sostanze chimiche che ne riducono la resistenza. Per renderli utilizzabili, i ricercatori li hanno riscaldati a oltre 350 °C in assenza di ossigeno, con un processo chiamato pirolisi. Questo trattamento scompone le molecole organiche e produce biochar, un materiale poroso ricco di carbonio, capace di legarsi alla matrice cementizia e integrarsi al suo interno. Il gruppo ha provato anche una temperatura di 500 °C, ma il biochar ottenuto in quelle condizioni era meno resistente.
I ricercatori stanno ancora valutando come si comporta nel tempo il calcestruzzo con biochar di caffè. Tra le prove in corso ci sono quelle sui cicli di gelo e disgelo, sull’assorbimento d’acqua e sull’abrasione, oltre ad altri fattori di stress. Il gruppo sta inoltre studiando la produzione di biochar da altre fonti di rifiuti organici, come legno, scarti alimentari e residui agricoli.
«La nostra ricerca è ancora nelle fasi iniziali, ma questi risultati promettenti offrono un modo innovativo per ridurre notevolmente la quantità di rifiuti organici destinati alle discariche», ha dichiarato Shannon Kilmartin-Lynch, ingegnere della RMIT. «Dal punto di vista delle popolazioni indigene, la mia ricerca si ispira alla cura del territorio: garantire un ciclo di vita sostenibile per tutti i materiali ed evitare che finiscano in discarica, così da ridurre al minimo l’impatto sull’ambiente».
Nel 2024 la RMIT e il consiglio comunale di Macedon Ranges hanno avviato una sperimentazione sul campo a Gisborne, nello Stato di Victoria. Il progetto ha previsto un marciapiede in calcestruzzo con biochar ricavato dal caffè, affiancato da una sezione con biochar prodotto da trucioli di legno e da una sezione di controllo in calcestruzzo tradizionale. La RMIT ha realizzato una sperimentazione sul campo senza precedenti a livello mondiale.
Più tardi, nello stesso anno, il progetto Big Build dello Stato di Victoria ha impiegato il calcestruzzo con biochar di caffè per un marciapiede realizzato durante i lavori di ammodernamento della Pakenham Road: è stato il primo grande progetto infrastrutturale a utilizzare il materiale. L’impresa appaltatrice BildGroup ha stimato che l’intervento abbia sottratto alla discarica una quantità di fondi equivalente a circa 140.000 caffè e risparmiato oltre 3 tonnellate metriche di sabbia.
All’inizio del 2025 il gruppo della RMIT ha ricevuto il premio del pubblico Problem Solver Award agli Shaping Australia Awards di Universities Australia. I ricercatori hanno inoltre dichiarato di collaborare con un partner commerciale per preparare un piano aziendale e portare il materiale sul mercato.
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Fonte: sciencealert.com
