أعلنت جامعة RMIT الأسترالية عن اكتشاف طريقة جديدة لاستخدام نفايات القهوة في صناعة الخرسانة، ما يجعل الخرسانة أقوى بنسبة 30% من الخرسانة التقليدية. توضح التقنية أن التحلل الحراري لبقايا القهوة ينتج مادة البيوتشار القابلة للدمج في مزيج الأسمنت. وتُعد هذه النتيجة خطوة مهمة في اتجاه بناء أكثر استدامة وتقديم حلول لتقليل النفايات العضوية ونقص الرمال.
خلفية بيئية وتحديات الاستدامة
يستهلك سكان العالم مليارات أكواب القهوة يوميًا، وينتج عن ذلك نحو عشرة ملايين طن من نفايات القهوة سنويًا. غالبية النفايات تلقى في المكبات وتتحلل مطلقة غازات دفيئة مثل الميثان وثاني أكسيد الكربون، ما يساهم في تغير المناخ. في الوقت نفسه، يزداد الطلب العالمي على الخرسانة، ما يستنزف الرمال الطبيعية ويؤثر في البيئات المائية ويؤدي إلى تآكل ضفاف الأنهار.
الاقتصاد الدائري والبيوتشار
اعتمد الفريق مبدأ الاقتصاد الدائري لإعادة تدوير النفايات واستخدامها في إنتاج مواد بناء جديدة. نظرًا لوجود مركبات عضوية في نفايات القهوة، لم يكن استخدامها مباشرة ممكنًا، فاعتمدوا تقنية التحلل الحراري عند نحو 350 درجة مئوية في بيئة خالية من الأكسجين لإنتاج البيوتشار الكربوني الخفيف والمسام. يمكن دمج هذه المادة بسهولة في خليط الأسمنت لتعزيز القوة والتماسك.
النتائج والتجارب لإثبات الأداء
أظهرت التجارب أن الخرسانة المحتوية على البيوتشار المحترق عند 350 درجة مئوية كانت أقوى بنحو 30% من الخرسانة العادية. وأظهرت النتائج أن درجة الحرارة 350 درجة مئوية هي الأكثر فاعلية، بينما سجلت العينات المحروقة عند 500 درجة أداءً أقل. ويواصل الفريق إجراء اختبارات إضافية لقياس مقاومة الخرسانة للعوامل البيئية مثل التجميد، الذوبان، امتصاص الماء والتآكل قبل اعتمادها في المشاريع الكبرى.
من فنجان القهوة إلى مدن مستدامة
قال الباحث المشارك جي لي إن استخدام القهوة ليس سوى البداية، فالهدف تحويل نفايات أخرى مثل الأخشاب ومخلفات الطعام إلى مواد بناء مستقبلية. وأشارت الباحثة شانون كيلمارتن-لينش إلى ضرورة خلق دورة حياة مستدامة للمواد مستوحاة من مفهوم العناية بالأرض في الثقافة الأسترالية الأصلية لضمان تقليل النفايات وحماية الموارد الطبيعية. وتوضح الرؤية أن دمج نفايات مختلفة في مواد البناء يمكن أن يساهم في بناء مدن أكثر خضرة واستدامة مع تقليل التأثير البيئي.