Posos de café en el hormigón: Cómo tu café de la mañana puede revolucionar la industria de la construcción

¿Sabías que tu café matutino diario puede ayudar a que la industria de la construcción sea más sostenible? ¡Suena loco pero eso es exactamente lo que sucede! En Australia se producen cada año alrededor de 75.000 toneladas de posos de café, que normalmente terminan en vertederos y liberan metano, un gas de efecto invernadero extremadamente dañino. Pero Roychand et al. publicó un artículo en el Journal of Cleaner Production en 2023 y demostró que los posos de café, si se tratan adecuadamente, pueden ser un recurso valioso para la producción de hormigón. Al convertir los posos de café en biocarbón a través de pirólisis, podría reemplazar la arena natural en las mezclas de concreto en el futuro, resolviendo así varios problemas ambientales a la vez. ¡Siga leyendo para descubrir cómo su café puede cambiar el mundo!

¿Castillos de arena hechos con posos de café? La difícil situación de la minería de arena

La eliminación de residuos orgánicos representa una importante carga ambiental, ya que su descomposición produce gases de efecto invernadero como el metano, 21 veces más dañino para el clima que el CO2. También se liberan dióxido de carbono, óxido nitroso y amoníaco. Una parte importante de estos residuos son posos de café usados (SCG). Sólo en Australia se producen anualmente alrededor de 75.000 toneladas de posos de café, gran parte de las cuales terminan en vertederos, liberando metano, que contribuye significativamente al cambio climático. Por lo tanto, es urgente encontrar soluciones de reciclaje para convertir estos residuos en recursos comercialmente utilizables y, al mismo tiempo, reducir las emisiones de gases de efecto invernadero.

Paralelamente al problema de los residuos orgánicos, existe una demanda cada vez mayor de arena natural por parte de la industria de la construcción, cuya extracción ocasiona graves problemas medioambientales y de sostenibilidad. Por lo tanto, la industria de la construcción debe encontrar materias primas alternativas para garantizar su sostenibilidad a largo plazo. Investigaciones anteriores muestran que la industria del hormigón tiene un gran potencial para aprovechar diversos subproductos y desechos industriales, como cenizas volantes, escoria, vidrio, neumáticos y plásticos.

De residuo a material de construcción: posos de café en la industria de la construcción

Debido a su fino tamaño de partícula, los posos de café se han investigado para diversas aplicaciones en la construcción. Sin embargo, los estudios han demostrado que los posos de café sin tratar reducen significativamente la resistencia a la compresión y a la flexión del hormigón. Por ejemplo, la adición de un 20% de posos de café como sustituto de arena fina resultó en una disminución de la resistencia a la compresión del 44% y de la resistencia a la flexión del 68% después de 28 días. Se han observado efectos negativos similares al utilizar posos de café en materiales cerámicos.

Granos calientes: los posos de café pirolizados como salvadores

En su forma natural, los posos de café no son un sustituto adecuado de los materiales de construcción. Sin embargo, los estudios han demostrado que se pueden lograr resultados positivos mediante la pirólisis de los posos de café. Durante la pirólisis, los residuos orgánicos se descomponen a altas temperaturas en ausencia de oxígeno, produciendo biocarbón poroso rico en carbono. Los estudios han demostrado que agregar carbón activado a base de posos de café a las muestras de mortero aumenta la resistencia a la compresión.

Efectos de diferentes temperaturas de pirólisis

Un proyecto de investigación exhaustivo investigó el uso de posos de café crudos y pirolizados tratados a 350 °C y 500 °C como reemplazo de arena fina en el hormigón. Los resultados mostraron que la adición de 5% de posos de café afecta significativamente la resistencia a la compresión porque los compuestos orgánicos interfieren con la reacción de hidratación de las partículas de cemento. Por el contrario, los posos de café pirolizados a 350 °C (350 CBC) mejoraron significativamente la resistencia a la compresión del hormigón, especialmente con una tasa de reemplazo del 15 %.

Del espresso al material de construcción: la aplicación práctica

Australia produce anualmente alrededor de 75.000 toneladas de posos de café, que pueden procesarse en alrededor de 22.500 toneladas de biocarbón mediante pirólisis a 350 °C. Este biocarbón se puede utilizar en la industria de la construcción como sustituto de la arena fina, permitiendo un aumento significativo de la resistencia del hormigón y un uso sostenible de los residuos.

Beneficios ambientales

Este proyecto proporciona una forma respetuosa con el medio ambiente de eliminar los residuos orgánicos y reduce las emisiones de metano, que son 21 veces más dañinas para el clima que el CO2. Al mismo tiempo, se reduce la dependencia de la extracción continua de recursos naturales para el hormigón.

Beneficios económicos y sociales

El uso de biocarbón en la construcción crea una nueva industria que ofrece oportunidades de empleo directo e indirecto a lo largo de toda la cadena de valor. Esto tiene beneficios tanto económicos como sociales y contribuye a la creación de un ciclo económico cerrado.

Conclusión: La revolución en tu taza

Este estudio ha demostrado que la pirólisis de posos de café a 350 °C conduce a una mejora significativa en la resistencia del hormigón. El uso de 350CBC ofrece una solución sostenible para la industria de la construcción y contribuye a la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero. Se necesitan más pruebas mecánicas y de durabilidad a largo plazo para explorar más a fondo la aplicación del 350CBC en la industria de la construcción.

El futuro de la industria de la construcción podría ser mucho más sostenible y respetuoso con el medio ambiente mediante el uso innovador de residuos orgánicos como los posos de café.