RMIT의 토목공학과 학생들이 매립 쓰레기를 줄이고 세계의 모래 공급의 부담을 덜어주기 위해 시멘트 혼합에서 모래를 커피로 대체했다.
이미 눈에 보이듯, 커피 생산지역들은 기후 변화에 의해 위협을 받고 있는 상황이다. 또한 세계 모래 공급 역시 줄어들고 있다.
모래와 지속가능성Sand and Sustainability에 따르면, 유엔 환경 프로그램의 연구는 물 다음으로 모래가 세상에서 가장 추출이 많이 되는 미네랄이라는 것을 밝혔다. 무수한 다른 물자들과 마찬가지로, 모래는 콘크리트와 유리, 그리고 많은 다른 핵심 건축 재료로 사용된다.
“처음에는 이 아이디어가 무엇을 이끌어낼 수 있을지 확신할 수 없었습니다. 이에 대해서는 정말 소수의 연구만이 진행되었었거든요. 하지만 Dr. Srikanth의 도움으로, 우리는 몇 가지 가능한 디자인을 얻어낼 수 있었죠.” Senura의 말이다.
Anthony 와 Senura는 RMIT의 연구실에서 샘플을 만들고 실험을 고안하면서 커피를 주입한 콘크리트의 강도와 내구성을 밝혀내기 위해 몇 주를 보냈다.
“공학자로서, 우리는 그동안 공부하면서 배운 모든 것을 적용해보고자 했습니다. 특화된 과목들로부터 비파괴 실험non-destructive testing, 내구성 평가durability assessments, 구조적 강도 실험structural strength testing을 포함한 필요한 기술과 지식을 사용했죠.” Senura는 이렇게 밝혔다.
“우리가 직면했던 가장 큰 어려움 중 하나는 커피 가루가 모래와 대체될 수 있는 적정 양을 밝히는 것이었습니다. 너무 많이 대체하면 강도에 무리가 갈 수 있거든요. 게다가, 우리는 다양한 혼합 설계들을 개발해야만 했죠.”
이들이 맞딱뜨린 또다른 주요 어려움은 바로 시간이었다. 그들은 RMIT의 연간 공학 전시회인 ‘Engenius’에서 이 프로젝트를 공개해야만 했다. 업계에서 지원하는 이 이벤트는 학생들에게 실제 세계의 문제에 대한 혁신적인 해결안을 제공할 수 있는 프로젝트를 공개하는 기회를 제공하고 있다.
“우리는 2019년 10월 23일의 Engenius에서 시연하기 위해 이 프로젝트를 만족할 만한 수준까지 개발하고 싶었습니다. 하지만, 우리는 3월 학기에서야 겨우 시작했고, 콘크리트는 평가받을 만한 재료로서의 최종 강도가 되기 전 28일 동안 해결되어야만 했죠.” Anthny가 말했다. “우리는 프로젝트의 각 단계를 주의깊게 기획했고, 마감일을 맞추기 위해서 학기 중 휴가기간semester break을 활용했습니다.”
팀은 호주의 콘크리트 표준에 부합하기 위해 엄격한 실험을 시행했고, 성공적으로 목표에 도달했다.
“우리는 5%, 10%, 그리고 20%의 모래-커피 대체물의 견본과 일반 콘크리트 큐브를 비교했습니다. 이 비교는 허용가능한 용량의 한도를 보여주는데요, 여기에는 흔한 기술이 콘크리트의 역학적 특징을 분석하는 데 적용되었습니다. 관찰에서 가장 흥미로웠던 것은 커피의 활용이 콘크리트의 강도를 감소시킨다는 거였는데요. 이를 피하기 위한 방법들이 존재했죠.”
팀은 콘크리트가 온전한 상태를 안전하게 유지하려면 커피가 10%까지 모래를 대체할 수 있다는 것을 밝혔다. “커피 벽돌coffee brick”의 샘플은 Engenius 2019에서 선보일 견본으로서 만들어졌다.
“모든 새로운 아이디어들 처럼, 어떤 사람들은 커피가루를 콘크리트에 사용하는 것을 불안해 합니다. 하지만, 여전히 많은 사람들이 우리의 프로젝트에 흥미를 가지고 있죠. 업계의 사람들을 포함해서요. 이에 대한 피드백은 전반적으로 매우 좋은 것들이었습니다. 모든 사람이 우리가 지속가능성을 증진시키기 위한 방법을 연구하는 것을 좋아합니다. 특히 대학 수준에서 말이죠.” Anthony가 말했다.
지속가능성은 국제 커피 업계에서 트렌디한 주제이다. 많은 혁신적인 사상가들은 이미 커피 가루가 쓰레기 매립장으로 가는 것을 줄이기 위해 이를 재활용하고 있다.
예를 들어, 포드 Ford는 맥도날드McDonald의 사용된 커피 찌꺼기를 자동차의 헤드라이트에 결합시키고 있다고 발표했다. 타이완의 텍스타일 회사인 Singtex는 재생 커피 가루를 의류에 활용하고 있으며 HuskeeCup은 이를 재료로 리유저블reusable(다회용)컵을 만든다. 이러한 움직임은 멜버른에 뿌리를 둔 Reground와 같은 그룹을 통해 지역 규모로도 일어나고 있다. 이들은 커피 겉껍질과 사용된 커피 가루를 퇴비로 전환하고 있다.
Senura는 토목과가 녹색 미래를 향한 이행을 이끄는 커피 업계를 따를 필요가 있다고 말한다. 특히 모래와 같은 유한 자원에 의존성이 커질수록 말이다.
“토목학계는 지난 20년이 넘도록 지속성에 있어 주된 진보를 해오지 못했습니다. 건축 재료들은 대부분 그대로 유지되었지만, 인프라의 수요는 계속 늘고 있습니다. 콘크리트와 같은 재료들은 건설에 필수적이며, 모래와 골재들과 같은 많은 양의 수작업 자원도 필요합니다. 유한한 천연자원에 대한 우리의 의존도를 줄이는 어떠한 연구도 우리가 환경에 미치는 영향을 줄이는 데 도움이 되려면 갈 길이 멉니다.
그는 시간이 지나면 이것이 주류 건설 현장에 적용될 것이라는 희망을 가지고 팀이 계속해서 이 프로젝트를 진행해 나갈 것이라고 덧붙였다.
“저는 우리가 이 프로젝트에서 좋은 시작을 만들었다고 생각합니다. 우리는 이 프로젝트가 미레에 유망한 제품으로 이어질 수 있을 거라 믿습니다. Anthony와 저는 우리의 프로젝트가 여기까지 올 수 있도록 물심양면으로 지원해준 RMIT 대학에 감사의 말씀을 전하고 싶습니다. 물론 Dr. Srikanth에게도 모든 도움과 지도에 감사드립니다.” Senura가 전했다.
“우리는 콘크리트의 장기 내구성 측면에서 더 많은 연구를 하고 싶습니다. 강도 향상을 추가로 수행해서 이 프로젝트를 더욱 발전시키고자 합니다. 여기에 이어, 실제 세계에서도 이 제품이 응용되는 것을 보고 싶습니다.”
이 글은 BeanScene 매거진 2020년 2월호에 수록되어 있다. 여기에서 구독 가능하다.
