‘ออสเตรเลีย’ ใช้กากกาแฟผสมคอนกรีต นวัตกรรมก่อสร้างอย่างยั่งยืน

ในแต่ละปีการผลิตคอนกรีตสร้างก๊าซเรือนกระจกคิดเป็นสัดส่วนประมาณ 7% ของการปล่อยก๊าซเรือนกระจกทั่วโลก อีกทั้งยังต้องใช้ทรายเป็นจำนวนมาก ตามรายงานของสหประชาชาติปี 2022 ระบุว่าทรายถูกขุดขึ้นมาประมาณ 50,000 ล้านเมตริกตัน โดยส่วนใหญ่เพื่อใช้ในคอนกรีต ซึ่งจะทำให้เกิดปัญหาสิ่งแวดล้อม และขาดแคลนทรายมากขึ้น

เพื่อแก้ไขปัญหาดังกล่าว นักวิจัยจากมหาวิทยาลัย RMIT ในเมลเบิร์น จึงได้คิดค้นวิธีนำกากกาแฟไปใช้ประโยชน์ นำมาผสมแทนทรายใช้ในการผลิตคอนกรีตได้ถึง 15% อีกทั้งยังเป็นการลดปัญหาขยะกากกาแฟ ที่ก่อให้เกิดก๊าซเรือนกระจกได้อีกด้วย

นวัตกรรมใหม่นี้ เกิดจากการนำกากกาแฟที่ใช้แล้วไปแปรรูปเป็น “ถ่านชีวภาพ” หรือไบโอชาร์ (Biochar) ผลิตภัณฑ์ที่ได้จากกระบวนการย่อยสลายเชิงความร้อนของชีวมวลหรือสารอินทรีย์ซึ่งเป็นสารประกอบของสิ่งมีชีวิตที่ย่อยสลายได้ตามธรรมชาติ จากวิธีการให้ความร้อนโดยไม่ใช้ออกซิเจนที่อุณหภูมิ 350 องศาเซลเซียส หรือกระบวนการไพโรไลซิส (pyrolysis) และถ่านไบโอชาร์จะไม่สลายตัวเมื่อเวลาผ่านไป

การใช้ถ่านชีวภาพแทนทรายจะช่วยทำให้คอนกรีตแข็งแรงขึ้น 30% และลดปริมาณซีเมนต์ที่ต้องการได้มากถึง 10% “เราสามารถลดการปล่อยคาร์บอนได้ และยังเพิ่มความแข็งแกร่งแก่คอนกรีตได้อีกด้วย” ราจีฟ รอยชานด์ หัวหน้านักวิจัยกล่าว

เมื่อต้นเดือนพ.ค. 2024 สภาเมืองมาซิดอนเรนจ์ไชร์ ในออสเตรเลียอนุมัติให้ใช้คอนกรีตผสมกากกาแฟสำหรับสร้างทางเดินเท้า ขณะนี้ RMIT กำลังพูดคุยกับบริษัทก่อสร้างและผู้ผลิตคอนกรีตหลายแห่ง และตั้งใจจะรับกากกาแฟที่ใช้แล้วจากร้านกาแฟในเมือง รวมถึง Starbucks 

“เรากำลังทำการทดลอง เราผสมกากกาแฟลงในคอนกรีตทำเป็นทางเท้าให้ผู้คนได้ใช้งานจริง โดย RMIT จะทำการทดสอบเพื่อดูว่าพวกมันได้ผลอย่างไร” เชน วอลเดน ผู้อำนวยการฝ่ายสินทรัพย์และการปฏิบัติงานของสภากล่าว

วอลเดนระบุว่านวัตกรรมนี้มีประโยชน์มากมายที่สำคัญต่อชุมชน ทั้งการช่วยสิ่งแวดล้อม การดำเนินการอย่างยั่งยืน และที่สำคัญที่สุดคือการลดขยะลงหลุมฝังกลบ และสร้างระบบเศรษฐกิจหมุนเวียน

RMIT ได้รับความร่วมมือจาก Bild Group บริษัทโครงสร้างพื้นฐานของออสเตรเลีย และ Arup ยักษ์ใหญ่ด้านการก่อสร้าง สำหรับการทดลองใช้คอนกรีตผสมกากกาแฟ ในโครงการถนนสายหลัก แม้ว่าจะมีกากกาแฟเป็นส่วนผสม แต่ผู้คนจะไม่ได้กลิ่นกาแฟ หรือสัมผัสได้ถึงความแตกต่างจากถนนทั่วไป

ในแต่ละปีมีกากกาแฟที่ใช้แล้วหลายล้านตันทั่วโลก และส่วนใหญ่มักจะลงเอยที่หลุมฝังกลบ ซึ่งจะปล่อยก๊าซมีเทนออกมาขณะที่สลายตัว โดยออสเตรเลียสร้างกากกาแฟขยะได้ประมาณ 75,000 ตันต่อปี รอยชานด์กล่าวว่า หากกากกาแฟทั้งหมดถูกนำไปผลิตเป็นถ่านชีวภาพ เพื่อใช้ในการสร้างคอนกรีต จะสามารถทดแทนทรายได้มากถึง 655,000 ตัน เนื่องจากถ่านชีวภาพมีความหนาแน่นมากกว่าทราย

รอยชานด์ยังกล่าวเสริมว่า หากนำกากกาแฟจากทั่วโลกมาใช้ผสมคอนกรีต จะช่วยประหยัดทรายได้มากถึง 90 ล้านตัน

เทคอนกรีตผสมกากกาแฟ

ตามที่รัฐบาลระบุ ขยะอาหารคิดเป็นสัดส่วนประมาณ 3% ของการปล่อยก๊าซเรือนกระจกของออสเตรเลียและส่วนใหญ่สามารถนำมาผลิตเป็นถ่านชีวภาพได้

“เราคาดว่าประมาณ 60-70% ของขยะอินทรีย์ สามารถนำมาใช้ในงานคอนกรีตได้ ซึ่งจะช่วยลดปริมาณขยะลง” รอยชานด์กล่าว

ในขณะนี้ RMIT กำลังทดลองใช้วัสดุอินทรีย์ชนิดต่าง ๆ ในการนำมาใช้งาน โดยถ่านไบโอชาร์แต่ละชนิดที่ผลิตจากวัสดุอินทรีย์แตกต่างกันจะมีองค์ประกอบไม่เหมือนกัน ทั้งด้านปริมาณคาร์บอน ขนาดอนุภาคและการดูดซับ ซึ่งสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของคอนกรีตได้หลายวิธี

ด้วยการทำความเข้าใจรูปแบบชนิดของสารอินทรีย์เหล่านี้ นักวิจัยจึงสามารถปรับแต่งประเภทของถ่านไบโอชาร์เพื่อให้ได้คุณภาพเฉพาะที่ต้องการในผลิตภัณฑ์คอนกรีตขั้นสุดท้ายได้

นอกจากนี้ การหันมาใช้กากกาแฟแทนทราย ยังอาจช่วยประหยัดต้นทุนในการก่อสร้างได้ หากนวัตกรรมของ RMIT สามารถบูรณาการเข้ากับซัพพลายเชนได้ อีกทั้ง RMIT วางแผนที่จะทดลองโดยใช้ปริมาณซีเมนต์ให้น้อยลง

นวัตกรรมใหม่ที่เหมือนใครนี้จะช่วย “ปูทาง” สู่การก่อสร้างที่ยั่งยืนยิ่งอนาคต  ด้วยการรวมวัสดุเหลือใช้เข้ากับวัสดุก่อสร้าง สามารถลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม และอาจสร้างโครงสร้างพื้นฐานที่แข็งแกร่งและทนทานมากขึ้น ซึ่งเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมอีกด้วย 

ที่มา: Reuters, RMIT, Yanko Design

ทางเดินคอนกรีตผสมกากกาแฟแห่งแรก