ابتكر مهندسون في جامعة أسترالية طريقة جديدة لزيادة قوة الخرسانة بنسبة 30% تقريباً، عن طريق دمج القهوة المطحونة المستعملة في إنتاج الخرسانة، وفق ما جاء في تقرير لصحيفة The Guardian البريطانية، نُشر الثلاثاء 22 أغسطس/آب 2023.
حول الباحثون في جامعة RMIT التقنية في أستراليا بقايا القهوة المطحونة إلى فحم حيوي، وهو فحم خفيف الوزن شبيه بالفحم العادي، ووضعوه مكان جزء من الرمال اللازمة من أجل إنتاج الخرسانة، وفق الدراسة التي نُشرت في مجلة Journal of Cleaner Production.
حيث قال الدكتور شانون كيلمارتن لينش، الباحث الرئيسي في الدراسة، والباحث فيما بعد الدكتوراه في الجامعة إن الفكرة نشأت من الرغبة في تقليل القهوة المهدرة إلى أدنى درجة ممكنة في مكان العمل. وأضاف: “كميات كبيرة من القهوة تُهدر. وأردنا أن نرى إن كان بإمكاننا تحويل هذه القهوة المستعملة إلى مادة أكثر قيمة”.
يتعاون الباحثون الآن مع المجالس المحلية في مشاريع البنية التحتية المستقبلية مثل بناء الممرات والأرصفة. ويقول المهندسون إن هذه التقنية قد تكون مفيدة بيئياً إذا ساعدت في تقليل كمية بقايا القهوة في مكبات النفايات، وكذلك الطلب على الرمال الطبيعية المستخدمة في صناعة البناء.
يُشار إلى أن الطعام المهدر يمثل حوالي 3% من انبعاثات الغازات الدفيئة السنوية في أستراليا، وفقاً لدراسة جدوى الاستراتيجية الوطنية لنفايات الطعام. وتنتج أستراليا ما يقدر بنحو 75 ألف طن من نفايات القهوة سنوياً.
القهوة فحم حيوي في إنتاج الخرسانة
حيث قال الدكتور راجيف رويشاند، الذي شارك في دراسة جامعة RMIT، إن تصنيع الفحم الحيوي يتطلب تحميص القهوة المستعملة بالطريقة نفسها التي تحمَّص بها الحبوب الطازجة لتحسين مذاقها.
كما أضاف رويتشاند: “نفعل الشيء نفسه، ولكن في غياب الأكسجين (لمنع إنتاج ثاني أكسيد الكربون). لأننا لا نريد أن يصل الكربون إلى الغلاف الجوي ونزيد انبعاثات الغازات الدفيئة”.
هذه العملية، التي تسمى الانحلال الحراري، تعتمد على تسخين بقايا القهوة إلى حوالي 350 درجة مئوية. ويقول الفريق إن التقنية التي يستخدمونها أكثر كفاءة في استهلاك الطاقة؛ لأنها تتطلب درجات حرارة أقل من المعتاد.
إذ قال كيلمارتن لينش: “عادةً ما يتطلب الانحلال الحراري طاقة عالية؛ لأنك تحتاج إلى رفع درجات الحرارة إلى ما بين 700 و900 درجة مئوية”. وباستبدال 15% من الرمال المستخدمة عادة في إنتاج الخرسانة بفحم القهوة الحيوي، وجد الباحثون أن الإضافة عززت قوة الخرسانة بنسبة 29.3%.
كما قال كيلمارتن لينش: “من الناحية الهيكلية، فحم القهوة الحيوي نفسه أدق من الرمال، ولكنه أيضاً مادة مسامية، لذا فهو يسمح للأسمنت بالارتباط داخل البنية المسامية للفحم الحيوي نفسه”. وأضاف: “وهو بالتأكيد لا يزال في مرحلته الأولية، علينا إجراء مزيد من الاختبارات على المتانة وأشياء من هذا القبيل”.
يقدّر الباحثون أنه إذا تحولت جميع نفايات القهوة المنتجة في أستراليا كل عام إلى الفحم الحيوي، فإنها ستصل إلى قرابة 22500 طن. لكن إنتاج 72 ألف مليون طن من الخرسانة الأسمنتية المصنوعة في أستراليا يحتاج إلى حوالي 28.8 مليون طن من الرمال كل عام.
