Australijos RMIT universiteto mokslininkai pasiūlė netikėtą sprendimą, kaip kavos atliekas paversti vertinga statybų žaliava: iš kavos tirščių pagaminta anglinga medžiaga gali padidinti betono stiprumą iki 30 proc. Tokia technologija vienu metu spręstų ir atliekų, ir statybų sektoriaus poveikio aplinkai problemą.
Skaičiuojama, kad pasaulyje kasmet susidaro apie 10 mlrd. kilogramų kavos atliekų, o didelė jų dalis patenka į sąvartynus. Ten yrant organikai išsiskiria šiltnamio efektą sukeliančios dujos, įskaitant metaną ir anglies dioksidą, todėl atliekų tvarkymas tampa vis aktualesniu klimato politikos klausimu.
Kaip tirščiai virsta betono priedu?
Mokslininkai pabrėžia, kad kavos tirščių tiesiogiai į betoną dėti negalima, nes organinės medžiagos gali išskirti junginius, silpninančius galutinį produktą. Dėl to komanda pasirinko terminį apdorojimą, kuris pakeičia atliekų cheminę sudėtį ir pagerina jų sąveiką su cemento matrica.
Tyrime taikyta pirolizė: kavos atliekos kaitinamos daugiau nei 350 laipsnių temperatūroje, beveik be deguonies. Taip gaunama porėta, anglies turtinga medžiaga, vadinama bioanglimi, kuri, kaip rodo bandymai, gali geriau „susirišti“ betone ir prisidėti prie jo struktūrinio stiprumo.
Tyrėjai taip pat bandė kavos tirščius apdoroti 500 laipsnių temperatūroje, tačiau tokiu atveju gautos dalelės pasirodė prastesnės mechaninėmis savybėmis. Dėl to tolesniems bandymams pasirinktas režimas, kuris leido pasiekti geresnį tvirtumo ir stabilumo balansą.
Kodėl tai svarbu statybų sektoriui?
Betonas yra viena plačiausiai naudojamų medžiagų pasaulyje, o jo gamyba reikalauja daug išteklių, įskaitant smėlį. Natūralaus smėlio gavyba iš upių vagų ir pakrančių kai kuriose šalyse tampa ekologine problema, todėl pramonė ieško alternatyvų ir žiedinės ekonomikos sprendimų.
RMIT inžinierius Jie Li atkreipė dėmesį, kad smėlio ištekliai nėra beribiai, o intensyvi gavyba palieka ilgalaikių pasekmių aplinkai.
„Taikydami žiedinės ekonomikos principą galime organines atliekas nukreipti nuo sąvartynų ir geriau apsaugoti natūralius išteklius, pavyzdžiui, smėlį“, – sakė J. Li.
Bandymas realiomis sąlygomis ir kas toliau?
Technologija jau žengė už laboratorijos ribų: 2024 metais Viktorijoje buvo įrengta bandomoji šaligatvio atkarpa, kurioje panaudotas betonas su iš kavos tirščių gauta bioangle. Šalia įrengtos ir palyginamosios atkarpos, kad būtų galima objektyviai įvertinti eksploatacines savybes.
Vėliau kavos bioanglės betonas pritaikytas ir infrastruktūros projekte, o rangovai skelbė, kad taip pavyko reikšmingai sumažinti į sąvartynus patenkančių kavos atliekų kiekį ir sutaupyti smėlio. Vis dėlto mokslininkai pabrėžia, kad iki masinės gamybos būtina įvertinti ilgalaikį patvarumą: atsparumą šalčio ir atlydžio ciklams, vandens įgeriamumui, dilimui bei kitiems apkrovų scenarijams.
Tyrėjų komanda taip pat ieško galimybių bioanglę gaminti ir iš kitų organinių atliekų, pavyzdžiui, maisto likučių, medienos ar žemės ūkio atliekų. Tokie sprendimai atitinka globalias statybų dekarbonizacijos tendencijas, kai vis dažniau vertinamas ne tik medžiagos stiprumas, bet ir jos poveikis aplinkai per visą gyvavimo ciklą.