العلماء يطوّرون نوعاً جديداً من الخرسانة يحتوي على بقايا القهوة المطحونة

من المتوقّع أن يستهلك البشر نحو 175 مليون كيس من القهوة خلال عام 2024، ما يقابل إجمالياً يتجاوز 10.4 مليارات كيلوغرام من القهوة المطحونة المستهلكة. لعقود من الزمن، كانت الوجهة النهائية لمسحوق القهوة المستهلكة هي مكبّات النفايات، ويؤدي نقل هذه المادة إلى إطلاق كميات كبيرة من انبعاثات الغازات الدفيئة. من المنطقي أن تمثّل هذه الكميات من القهوة المطحونة المستهلكة مورداً وفيراً وغير مستغل من المواد القابلة لإعادة التدوير، ومن المحتمل أن يكون الباحثون في المعهد الملكي للتكنولوجيا في ملبورن قد اكتشفوا كيف يمكن استخدامها.

مزج الخرسانة بالفحم الحيوي المستخرج من القهوة

وفقاً لدراسة نُشرت مؤخراً في مجلة كلينر برودكشن (Journal of Cleaner Production)، طور المهندسون نوعاً من الخرسانة أقوى بنسبة 30% تقريباً من الأنواع المستخدمة حالياً بعد مزج الخرسانة بالفحم الحيوي المستخرج من القهوة. طبّق الفريق لتطوير هذه المادة المضافة الجديدة الشبيهة بالفحم عملية لا تستهلك الكثير من الطاقة تحمل اسم الانحلال الحراري، والتي تُسخَّن النفايات العضوية فيها إلى درجة حرارة تبلغ 350 درجة مئوية من دون استخدام الأوكسجين؛ لتجنّب توليد ثنائي أوكسيد الكربون. استعاض العلماء بعد ذلك عن نحو 15% من الرمل المستخدم في صنع الخرسانة التقليدية بالفحم الحيوي المستخرج من القهوة، ما أدى إلى صنع مادة بناء أكثر مرونة يمكن استخدامها لحل مشكلة كبيرة متعلقة بإهدار الطعام.

اقرأ أيضاً: طريقة لاستخدام نفايات الحفاضات في مواد البناء

قالت الزميلة الباحثة في مرحلة ما بعد الدكتوراة والمؤلفة الرئيسية المشاركة للدراسة الجديدة، شانون كلمارتن-لينش، في بيان صحفي: "لا يزال بحثنا في مراحله الأولى، لكن هذه النتائج المثيرة توفّر طريقة مبتكرة لتقليل كمية النفايات العضوية التي ينتهي بها المطاف في مكبات النفايات بمقدار كبير".

تقليل كمية النفايات العضوية

وضّحت كلمارتن-لينش في مقابلة مع صحيفة الغارديان أجريت في 22 أغسطس/ آب 2023 إنه على الرغم من أن الفحم الحيوي المستخرج من القهوة أدقّ من الناحية البنيوية من الرمل، فإن خصائصه المسامية تزود الإسمنت بقدرة معززة على الارتباط به. كشفت التجارب الأولية أن النوع الجديد من الخرسانة يتمتّع بخصائص هندسية واعدة للغاية.

اقرأ أيضاً: هل سيستخدم مهندسو البناء الإسمنت الأخضر الصديق للبيئة؟

يوفّر استبدال كمية قليلة على الأقل من الرمل المستخدم لصنع الخرسانة التقليدية فائدة إضافية كبيرة. وفقاً للمعهد الملكي للتكنولوجيا في ملبورن، يُستخدم 50 مليار طن متري من الرمل الطبيعي سنوياً في مشاريع البناء حول العالم، ما يؤدي إلى ضرر كبير في النظم البيئية مثل مجاري الأنهار وضفافها. لذلك، فإن تقليل استخراج الرمل للحد الأدنى مقابل استخدام القهوة المعاد تدويرها مفيد من الناحية البيئية.

إذا سارت الأبحاث المستقبلية وعمليات الضبط الدقيق للمادة الجديدة وفقاً للخطة، يمكن استخدام نفايات القهوة المطحونة جميعها في المشاريع الجديدة التي تتطلب الخرسانة. ويخطط فريق البحث الآن لوضع المعايير العملية للتنفيذ وإجراء التجارب الميدانية بالتعاون مع أبرز الشركات في القطاع. ربما يكون من الملائم أيضاً توحيد الجهود مع المهندسين الذي صمموا خرسانة الحفاضات المستخدمة.