Impressão 3D com café

O café pode fazer muitas coisas: acordá-lo, aquecê-lo e diminuir esse pavor existencial. De acordo com um novo estudo, também pode ajudar a reduzir o desperdício da impressão 3D.

Essa é a visão por trás de um novo projeto liderado por Michael Rivera, professor assistente do Instituto ATLAS e do Departamento de Ciência da Computação da Boulder. Ele e seus colegas desenvolveram um método para impressão 3D de uma ampla gama de objetos usando uma pasta feita inteiramente de borra de café velha, água e alguns outros ingredientes sustentáveis.

A equipe já experimentou usar borra de café para confeccionar joias, vasos para plantas e até, justamente, xícaras de café expresso. A técnica também é simples o suficiente para funcionar, com algumas modificações, na maioria das impressoras 3D de baixo custo e nível de consumo.

“Você pode fazer muitas coisas com borra de café”, disse Rivera. “E quando você não quiser mais, você pode jogá-lo de volta em um moedor de café e usar a borra para imprimir novamente.”

O grupo apresentou suas descobertas neste verão na conferência Designing Interactive Systems da Association for Computing Machinery, em Pittsburgh.

Para Rivera, o projeto faz parte de sua missão de tornar a impressão 3D mais sustentável, permitindo que artistas, designers, engenheiros e muito mais façam rapidamente protótipos compreensíveis e outros objetos domésticos sem aumentar os aterros sanitários.

“Nossa visão é que você poderia simplesmente pegar algumas coisas em um supermercado e on-line e começar”, disse Rivera.

Boas ideias vêm da cafeína

Essa visão, previsivelmente, começou em uma cafeteria.

Quando Rivera era um estudante de pós-graduação na Universidade Carnegie Mellon, ele muitas vezes trabalhava em um café em Pittsburgh chamado Arriviste Coffee Roasters. A cafeteria contratou um grupo local para recolher sua borra de café usada para compostagem, mas durante a pandemia de COVID-19, isso não foi possível. Os resíduos começaram a se acumular.

“O dono me disse: ‘Não sei o que fazer com isso. Então eu simplesmente jogo fora'”, disse Rivera, que se juntou à Boulder como pesquisador de pós-doutorado em 2022. “Olhei para o terreno e disse: ‘Talvez eu possa fazer algo com eles’.”

Rivera explicou que a maioria das impressoras 3D de consumo no mercado hoje imprime com termoplásticos de algum tipo. O mais comum é o ácido polilático, ou PLA. Este material é, teoricamente, compostável, mas apenas uma fração das instalações de compostagem o aceitará.

“Se você jogá-lo em um aterro sanitário, que é onde a maioria do PLA acaba, levará até 1.000 anos para se decompor”, disse Rivera.

Ele percebeu que poderia resolver vários problemas ao mesmo tempo: reduzir o desperdício de plástico, encontrar algo para fazer com todas as borras usadas e desfrutar de algumas xícaras quentes de café no processo.

Motivos para comemoração

O método da equipe é bastante simples, observou Rivera: ele e seus colegas misturam borra de café seca com dois outros pós que compram online: goma de celulose e goma xantana. Ambos são aditivos comuns em alimentos e se degradam facilmente em uma composteira. Em seguida, os pesquisadores misturam em água.

“Você está praticamente atirando para a consistência da manteiga de amendoim”, disse Rivera.

Você não pode carregar isso diretamente em uma impressora 3D. Primeiro, Rivera faz um pequeno aparelhamento de júri, modificando uma impressora com tubos de plástico e uma seringa cheia de pasta de café. Mas as criações do grupo são surpreendentemente resistentes. Quando seco, o material borra de café é tão resistente quanto o concreto não armado.

“Fizemos objetos com uma tonelada de uso”, disse Rivera. “Nós os abandonamos e eles ainda não quebraram.”

Ele vê muito potencial para transformar borra de café em objetos tangíveis. Rivera, por exemplo, fez pequenos plantadores a partir de borra de café, que pode ser usada para cultivar mudas de plantas ácidas, como tomates. Uma vez que as plantas ficam altas o suficiente, você pode plantá-las, vaso e tudo, no solo. A equipe também pode adicionar carvão ativado em seus terrenos para fazer peças que podem conduzir eletricidade, como botões para eletrônicos sustentáveis.

Rivera observou que imprimir com borra de café pode nunca se tornar uma prática generalizada. Em vez disso, ele vê o projeto como um passo para descobrir outros tipos de materiais de impressão 3D sustentáveis que poderiam, um dia, substituir os plásticos.

Como se vê, você realmente pode conseguir qualquer coisa com café.