علماء يحولون تفل القهوة إلى فحم حيوي يستخدم في عمليات البناء

تشرين:

أشارت دراسة جديدة إلى أن استبدال بعض الرمال الموجودة في الخرسانة ببقايا القهوة المستهلكة (التفل) يمكن أن يزيد من قوة الخرسانة بنسبة 30 % تقريباً.
ووفقاً للدراسة، ربما وجد باحثون في أستراليا حلاً فعالاً لإعادة تدوير كل نفايات القهوة من خلال استخدامها في الخرسانات، مؤكدين أن الخرسانة المصنوعة جزئياً من بقايا القهوة أقوى أيضاً من الخرسانة التقليدية.

وقال الفريق: إن صناعة البناء عادة ما تستخرج الرمال من الأنهار والبحيرات والدلتا، لذا فإن استبدال هذه الرواسب المهمة يمكن أن يحمي أيضاً الموائل في كل أنحاء العالم.

وفي دراستهم، قام الباحثون بجمع بقايا القهوة المستهلكة من المقاهي المحلية في كل أنحاء ملبورن وبحثوا في كيفية تأثير النسب المختلفة والمعالجة المسبقة لنفايات القهوة على خصائص الخرسانة، ووجدوا أن استبدال 15% من الرمال بمسحوق القهوة المعالج أدى إلى تحسين قوة الضغط، وذلك وفق ما ذكر موقع «لايف ساينس» العلمي.

من جانبه، أوضح الباحث مهندس راجيف رويتشاند من معهد ملبورن الملكي للتكنولوجيا RMIT أن التخلص من النفايات العضوية يشكل تحدياً بيئياً لأنه تنبعث منه كميات كبيرة من غازات الدفيئة التي تساهم في تغير المناخ.

بدوره قال جي لي باحث في “RMIT”: إن الاستخراج المستمر للرمال الطبيعية لتلبية الطلب المتزايد بسرعة في صناعة البناء والتشييد له تأثير كبير على البيئة، مضيفاً: إن هناك تحديات كبيرة للحفاظ على إمدادات مستدامة من الرمال، ومن خلال نهج الاقتصاد الدائري يمكن إبقاء النفايات العضوية خارج مكب النفايات وكذلك الحفاظ على الموارد الطبيعية مثل الرمال بشكل أفضل.
وقالت الدراسة: لا يمكن إضافة المنتجات العضوية مثل القهوة المطحونة مباشرة إلى الخرسانة لأنها تسرب مواد كيميائية تضعف قوة مواد البناء. لذا باستخدام مستويات طاقة منخفضة قام فريق الباحثين بتسخين مخلفات القهوة إلى أكثر من 350 درجة مئوية مع حرمانها من الأوكسجين، فيما يسمى عملية التحلل الحراري الذي يعمل على كسر الجزيئات العضوية، ما يؤدي إلى إنتاج فحم مسامي وغني بالكربون يسمى الفحم الحيوي، والذي يمكن أن يشكل روابط مع مصفوفة الإسمنت وبالتالي يدمج نفسه فيها.
كما حاول رويتشاند وزملاؤه استخدام التحليل الحراري لرواسب القهوة عند درجة حرارة 500 درجة مئوية، لكن جزيئات الفحم الحيوي الناتجة لم تكن بالقوة نفسها.

وحذر الباحثون من أنهم ما زالوا بحاجة إلى تقييم المتانة الطويلة المدى لمنتجهم الإسمنتي.. إنهم يعملون الآن على اختبار كيفية أداء إسمنت القهوة الهجين في ظل دورات التجميد/الذوبان وامتصاص الماء والسحجات، والعديد من الضغوط الأخرى.

وقال شانون كيلمارتن لينش، أحد الباحثين المشاركين في الدراسة من RMIT””: إن البحث في مراحله الأولى، لكن هذه النتائج المثيرة تقدم طريقة مبتكرة لتقليل كمية النفايات العضوية التي تذهب إلى مكب النفايات بشكل كبير.

وينتج العالم كل عام كمية مذهلة تبلغ 10 مليارات كيلوغرام من نفايات القهوة على مستوى العالم، والتي ينتهي معظمها في مدافن النفايات، حيث تتحلل ببطء لإنتاج غاز الميثان، وهو غاز دفيئة أقوى بـ 21 مرة من ثاني أكسيد الكربون.