Borras de café tornam-se isolamento sustentável na Coreia do Sul, segundo a Jeonbuk National University (JBNU)

Cientistas na Coreia do Sul descobriram uma forma engenhosa de dar um novo destino às suas borras de café antigas: usá‑las como isolamento.

Uma equipa da Jeonbuk National University (JBNU) transformou resíduos de café num material que se revelou tão eficaz a isolar como os materiais actualmente utilizados na construção.

A principal vantagem é que este novo material recorre a fontes renováveis, e não a combustíveis fósseis, e que - quando chegar a altura de o descartar - é biodegradável.

"Os resíduos de café são produzidos a uma escala massiva em todo o mundo, mas a maior parte acaba em aterros ou é incinerada", afirma Seong Yun Kim, engenheiro de materiais na JBNU.

"O nosso trabalho mostra que este fluxo de resíduos abundante pode ser valorizado e convertido num material de elevado valor que tem um desempenho comparável ao de produtos comerciais de isolamento, sendo ao mesmo tempo muito mais sustentável."

O problema global das borras de café

No conjunto, o mundo bebe cerca de 2,25 mil milhões de chávenas de café por dia - o que se traduz numa quantidade enorme de borras descartadas. A maioria destes resíduos é queimada ou enterrada, algo tão prejudicial para o ambiente como despejá-los pelo ralo.

Por isso, os cientistas têm vindo a encontrar utilizações mais úteis para as borras de café. Estudos recentes analisaram a adição deste material ao betão e a outros materiais de pavimentação, a sua utilização para remover herbicidas do ambiente e até a extracção de novos compostos com potencial farmacêutico.

Da borra ao biocarvão (biochar)

No novo estudo, a equipa da JBNU avaliou até que ponto as borras de café poderiam funcionar como material de isolamento térmico.

Em primeiro lugar, as borras de café usadas foram secas num forno a 80 °C (176 °F) durante uma semana. Depois, foram aquecidas a temperaturas muito mais elevadas para gerar um material rico em carbono conhecido como biocarvão (biochar).

Como é produzido o compósito isolante à base de café

De seguida, este biocarvão foi tratado com solventes ambientalmente mais benignos - água, etanol e propilenoglicol - e, depois, misturado com um polímero natural chamado etilcelulose. Por fim, a mistura em pó é comprimida e aquecida, formando um material compósito.

O polímero serve para estabilizar o biocarvão, enquanto os solventes são adicionados para evitar que o polímero entupa os poros do material. Esses poros são uma característica essencial: retêm ar, que é um isolante muito eficaz contra o calor.

Desempenho térmico e comparação com poliestireno expandido

A condutividade térmica de um material é expressa em watts por metro por kelvin - isto é, quanta energia térmica (watts) atravessa um material de determinada espessura (metros), dada a diferença de temperatura (kelvin) entre os dois lados.

Em geral, materiais com condutividade abaixo de 0.07 watts por metro por kelvin são considerados isolantes. A versão mais eficaz do compósito da equipa da JBNU, à base de café, apresentou uma condutividade térmica de apenas 0.04 watts por metro por kelvin.

Em testes laboratoriais, os investigadores colocaram vários materiais isolantes - incluindo o seu material feito com café - por baixo de uma célula solar e mediram a temperatura do ar numa pequena câmara situada abaixo da célula.

Este pequeno modelo de bancada reproduziu a forma como o isolamento bloqueia o excesso de calor irradiado por painéis solares, impedindo que ele atravesse os telhados e aqueça as casas.

A configuração com o novo material manteve-se consistentemente mais fresca do que a configuração sem ele.

O desempenho do novo material ficou ao nível do poliestireno expandido, um dos melhores materiais isolantes comerciais disponíveis actualmente.

A diferença é que o poliestireno é um polímero sintético produzido a partir de combustíveis fósseis, pelo que tanto a sua produção como o seu descarte final são consideravelmente mais nocivos para o ambiente.

Biodegradabilidade e uso em edifícios

Em testes de biodegradabilidade, o material à base de café perdeu mais de 10 por cento do seu peso após apenas três semanas. O poliestireno, por outro lado, manteve-se praticamente inalterado ao fim do mesmo período.

Os investigadores sugerem que este tipo de material poderá ser particularmente adequado para o isolamento de edifícios, ajudando a manter os interiores frescos mesmo enquanto as células solares trabalham intensamente nos telhados.

"Esta abordagem não só melhora o desempenho do material, como também contribui para uma economia circular", diz Kim.

"Ao transformar resíduos num produto funcional, podemos reduzir a carga ambiental e, ao mesmo tempo, criar novas oportunidades para materiais sustentáveis."

A investigação foi publicada na revista Biochar.