Borras de café viram isolamento sustentável na Universidade Nacional de Jeonbuk (JBNU)

Cientistas na Coreia do Sul descobriram uma utilização engenhosa para as suas borras de café antigas: transformá-las em isolamento.

Uma equipa da Universidade Nacional de Jeonbuk (JBNU) conseguiu converter este resíduo de café num material que, em termos de capacidade de isolamento, se mostrou tão eficaz como os que hoje são usados na construção.

A grande vantagem está no facto de o novo material recorrer a fontes renováveis, e não a combustíveis fósseis; além disso, quando chega a altura de o descartar, é biodegradável.

"Os resíduos de café são produzidos à escala de massas 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 transformado num material de alto valor que tem um desempenho tão bom como os produtos comerciais de isolamento, sendo ao mesmo tempo muito mais sustentável."

Borras de café: um resíduo global com potencial

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 maior parte deste desperdício é queimada ou enterrada, algo tão prejudicial para o ambiente como deitá-lo directamente pelo ralo.

Por isso, os cientistas têm vindo a encontrar usos cada vez mais úteis para as borras de café já utilizadas. Estudos recentes analisaram a sua incorporação em betão e noutros materiais de pavimentação, a sua aplicação na remoção de herbicidas do ambiente e até a extracção de novos compostos com potencial farmacêutico.

Neste novo trabalho, a equipa da JBNU procurou perceber até que ponto as borras de café poderiam funcionar como material de isolamento térmico.

Do resíduo ao biocarvão: o processo da JBNU

Para começar, as borras de café usadas foram secas num forno a 80 graus Celsius (176 graus Fahrenheit) durante uma semana. De seguida, foram aquecidas a temperaturas muito superiores para gerar um material rico em carbono conhecido como biocarvão.

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

Neste sistema, o polímero ajuda a estabilizar o biocarvão. Já os solventes são adicionados para evitar que o polímero obstrua os poros do material. Esses poros são essenciais: retêm ar, e o ar é um isolante muito eficaz contra o calor.

Isolamento com borras de café: condutividade e testes laboratoriais

A condutividade térmica de um material expressa-se em watts por metro por kelvin - ou seja, quanta energia térmica (watts) atravessa um material de determinada espessura (metros), tendo em conta a diferença de temperatura (kelvin) entre as duas faces.

Em geral, materiais com condutividade inferior a 0,07 watts por metro por kelvin são considerados isolantes. A versão mais eficiente do compósito à base de café desenvolvido pela equipa da JBNU atingiu uma condutividade térmica de apenas 0,04 watts por metro por kelvin.

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

Este modelo, montado numa bancada, simulou a forma como o isolamento bloqueia o calor excedente irradiado pelos painéis solares, impedindo que esse calor penetre nos telhados e aqueça as casas.

A configuração que usou o novo material manteve-se, de forma consistente, mais fria do que a versão sem o compósito.

O desempenho do material recém-criado foi comparável ao do poliestireno expandido, um dos melhores isolantes comerciais disponíveis actualmente.

A diferença é que o poliestireno é um polímero sintético derivado de combustíveis fósseis, pelo que tanto o seu fabrico como a sua eliminação no fim de vida são muito mais prejudiciais para o ambiente.

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

Os investigadores defendem que este tipo de material poderá ser especialmente adequado para isolamento em edifícios, ajudando a manter o interior fresco mesmo quando as células solares estão a trabalhar intensamente nos telhados.

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