Borra de café carbonizada aumenta resistência do concreto em 29,3%

Pesquisadores da Universidade RMIT em Melbourne descobriram que um resíduo descartado diariamente em aterros sanitários pode tornar o concreto significativamente mais resistente. A borra de café, quando submetida a um processo específico de carbonização, substitui parte da areia na mistura de concreto e aumenta sua resistência à compressão em 29,3%. O estudo, publicado no Journal of Cleaner Production em 2023, transformou uma ideia que parecia improvável em um resultado mensurável e já testado em condições reais.

O desafio inicial era simples: misturar borra de café diretamente ao concreto não funciona. A borra in natura libera compostos orgânicos que interferem na reação química entre o cimento e a água, justamente o processo que faz o concreto endurecer e ganhar resistência. O resultado seria uma mistura mais fraca, não mais forte. A solução veio de um passo que parecia pequeno, mas foi crítico: a carbonização controlada. Os pesquisadores aqueceram a borra a 350 graus Celsius em um ambiente sem oxigênio. Sem oxigênio, o material não queima; ele carboniza, produzindo um biochar, um material rico em carbono, poroso e quimicamente estável. Esse biochar não interfere na pega do cimento, integra-se bem à matriz do concreto e, na proporção correta, melhora as propriedades mecânicas da mistura. A temperatura foi um fator crítico: biochar produzido a 500 graus apresentou microfissuras e estrutura mais frágil, resultando em desempenho inferior.

A proporção que produziu o melhor resultado foi a substituição de 15% do volume de areia pelo biochar. Nessa configuração, o concreto apresentou resistência à compressão 29,3% superior à mistura de controle sem biochar. Proporções menores também trouxeram ganhos, mas menores. A substituição de 5% e 10% de areia resultou em cortes de emissão de carbono de 15% e 23%, respectivamente, segundo um estudo de ciclo de vida conduzido pela mesma equipe em 2025. Substituir areia importa mais do que parece à primeira vista. A areia parece ser um recurso abundante, mas a construção civil não usa qualquer tipo de areia. A areia de deserto tem grãos arredondados demais para aderir bem ao cimento, então a indústria depende da areia de rio, com grãos angulares. Essa areia é extraída de leitos e margens de rios em escala enorme, e o impacto ambiental e a disponibilidade crescente de escassez já são reconhecidos por organismos internacionais. A RMIT cita o consumo global de 50 bilhões de toneladas de areia natural por ano na construção civil.

O volume de borra de café disponível para esse processo é relevante para avaliar o potencial real da descoberta. Só a Austrália produz cerca de 75 mil toneladas de borra de café por ano, a maioria descartada em aterros. No mundo todo, o volume é de aproximadamente 10 bilhões de quilogramas anuais. No Brasil, o cenário é igualmente significativo. O país é o maior produtor e o segundo maior consumidor de café do mundo. O volume de borra gerado em cafeterias, padarias, restaurantes, empresas e residências é expressivo e quase integralmente descartado sem aproveitamento. O potencial de captação desse resíduo para processamento industrial, embora exija logística de coleta ainda não estruturada, representa uma oportunidade concreta caso o processo escale para uso comercial.

Os próprios pesquisadores são cuidadosos ao avaliar o que ainda precisa ser comprovado antes de o concreto de café chegar às obras. O estudo mede resistência à compressão após 28 dias em condições de laboratório, que é o teste padrão da indústria para concreto fresco. Mas o desempenho real de um material estrutural se avalia em décadas, não em semanas, e sob condições que o laboratório não reproduz completamente. Durabilidade ao longo do tempo, com ciclos de molhagem, secagem e variação de temperatura que ocorrem em estruturas reais, ainda precisa ser confirmada. O comportamento sob diferentes tipos de carga, incluindo tração e cisalhamento, não apenas compressão, também permanece em questão. A variabilidade do material é outra incógnita: a borra de café muda de composição dependendo do tipo de grão, do processo de extração e da umidade na hora do descarte. A viabilidade energética do processo de carbonização em escala industrial também precisa ser verificada, para garantir que o calor necessário para produzir o biochar não cancele o ganho ambiental da substituição de areia.

A pesquisa já saiu do laboratório. A equipe da RMIT conduziu um teste em calçada real, o primeiro no mundo com concreto de biochar de café em condições de uso público. A iniciativa coloca o material em contato com variáveis reais de tráfego de pedestres, intempérie e variação de temperatura que o laboratório não consegue simular completamente. O estudo de ciclo de vida divulgado em novembro de 2025 acrescentou dados relevantes sobre emissões: substituir 15% da areia pelo biochar de café resultou em corte de 26% nas emissões de carbono da mistura, com redução também no uso de combustíveis fósseis ao longo de toda a cadeia de produção. Esses números, combinados com o ganho de resistência, posicionam o material como uma das apostas mais promissoras da construção civil sustentável para a próxima década, desde que os testes de durabilidade em campo confirmem o que o laboratório demonstrou.