Nuovo calcestruzzo ibrido: 30% più resistente con fondi di caffè

Innovativa scoperta nel campo dei materiali da costruzione

Recentemente, un team di ricercatori australiani ha fatto un’importante scoperta nel settore dei materiali da costruzione. L’aggiunta di fondi di caffè carbonizzati al calcestruzzo ha dimostrato di aumentare la resistenza del materiale fino al 30%. Questa innovazione non solo migliora le proprietà meccaniche del calcestruzzo, ma affronta anche una questione ambientale cruciale. Ogni anno, a livello globale, si producono circa 10 miliardi di chilogrammi di rifiuti di caffè, la maggior parte dei quali finisce in discarica. La gestione di questi rifiuti organici rappresenta una sfida significativa, poiché il loro smaltimento contribuisce all’emissione di gas serra, come metano e anidride carbonica, che accelerano i cambiamenti climatici. Rajeev Roychand, ingegnere della RMIT University, ha spiegato l’importanza di questa ricerca al momento della sua pubblicazione nel 2023.

Impatto ambientale dell’industria delle costruzioni

Con l’espansione del mercato delle costruzioni a livello globale, cresce anche la domanda di calcestruzzo, un materiale ad alta intensità di risorse. Questo aumento della richiesta ha portato a problematiche ambientali significative, in particolare legate all’estrazione di sabbia naturale, che avviene principalmente dai letti e dalle rive dei fiumi. Jie Li, un ingegnere della RMIT, ha evidenziato come l’estrazione continua di sabbia possa avere un impatto devastante sull’ambiente, rendendo difficile mantenere una fornitura sostenibile di questo materiale, data la sua natura finita. È fondamentale trovare soluzioni alternative per ridurre l’impatto ambientale dell’industria delle costruzioni.

Economia circolare e gestione dei rifiuti organici

Adottando un approccio di economia circolare, i ricercatori mirano a ridurre la quantità di rifiuti organici che finiscono in discarica, preservando al contempo risorse naturali come la sabbia. Tuttavia, l’inserimento diretto di fondi di caffè nel calcestruzzo non è praticabile, poiché questi rilasciano sostanze chimiche che compromettono la resistenza del materiale. Per superare questo ostacolo, il team ha applicato un processo di pirolisi, riscaldando i fondi di caffè a oltre 350 °C in assenza di ossigeno. Questo trattamento scompone le molecole organiche, generando un biochar, che può legarsi efficacemente alla matrice del cemento. Questa innovazione rappresenta un passo avanti significativo nella sostenibilità dei materiali da costruzione.

Test e sperimentazioni sul calcestruzzo ibrido

I ricercatori hanno anche sperimentato la pirolisi a temperature più elevate, come 500 °C, ma hanno riscontrato che le particelle di biochar ottenute non presentavano la stessa resistenza. Attualmente, il team sta valutando la durabilità a lungo termine del calcestruzzo ibrido a base di caffè, testando il comportamento del materiale sotto diverse condizioni, tra cui congelamento e scongelamento, assorbimento d’acqua, abrasioni e altri stress meccanici. Inoltre, sono in fase di studio anche altre fonti di rifiuti organici, come legno, scarti alimentari e residui agricoli, per la produzione di biochar. Questi test sono fondamentali per garantire la sicurezza e l’efficacia del nuovo materiale.

Prospettive future e sostenibilità ambientale

Shannon Kilmartin-Lynch, ingegnere della RMIT, ha dichiarato che, sebbene la ricerca sia ancora nelle fasi iniziali, i risultati ottenuti finora rappresentano un passo significativo verso la riduzione dei rifiuti organici destinati alle discariche. Ha aggiunto che l’ispirazione per il suo lavoro proviene da una prospettiva indigena, che enfatizza l’importanza di prendersi cura del territorio e garantire un ciclo di vita sostenibile per tutti i materiali, evitando di contribuire all’inquinamento ambientale. I risultati di questa ricerca sono stati pubblicati nel Journal of Cleaner Production, e una versione preliminare dell’articolo era già stata diffusa nel settembre 2023. Questa ricerca potrebbe aprire la strada a nuove pratiche sostenibili nel settore delle costruzioni.