Las cápsulas de café usadas pueden reaprovecharse en la producción de filamentos para impresiones 3D

AGENCIA FAPESP/DICYT – Un artículo publicado en la revista ACS Sustainable Chemistry & Engineering contiene una buena noticia para los apreciadores del café: las cápsulas de materia plástica desechadas pueden utilizarse como materia prima para la fabricación de filamentos destinados a la impresión 3D, por ejemplo, con el objetivo de minimizar sus impactos ambientales. Grupos de investigadores de las Universidad Federal de São Carlos (UFSCar) y de la Universidad de Campinas (Unicamp), en Brasil, y de la Manchester Metropolitan University (MMU), en el Reino Unido, pusieron a prueba exitosamente esta alternativa.

“Produjimos nuevos filamentos conductores y no conductores utilizando el polímero ácido poliláctico [PLA] proveniente de las cápsulas de café. Estos filamentos pueden utilizarse en las más diversas aplicaciones, lo que incluye piezas conductoras para máquinas y sensores”,  dice Bruno Campos Janegitz, coordinador del Laboratorio de Sensores, Nanomedicina y Materiales Nanoestructurados (LSNano) de la UFSCar, con sede en la localidad de Araras, y coautor del artículo.

Brasil es el mayor productor, el mayor exportador y, después de Estados Unidos, el segundo mayor consumidor de café del mundo. Si bien en el mercado brasileño predomina ampliamente el café de baja cualidad –con granos de la especie robusta (Coffea canephora) y una alta incidencia de defectos e impurezas, que los fabricantes camuflan mediante la torrefacción excesiva, y los consumidores esconden añadiéndole grandes cantidades de azúcar o edulcorantes–, ha venido creciendo en forma consistente el segmento de los llamados cafés gourmets y especiales.

Producida con granos seleccionados de la especie arábiga (Coffea arabica) y un menor tiempo de torrefacción, de manera tal de preservar el azúcar natural y las cualidades olfativas y gustativas del café, la versión gourmet puntúa entre 75 y 80 en la escala que va de 0 a 100 de la Asociación Brasileña de la Industria del Café (Abic). El café “especial”, para alcanzar esa clasificación, debe tener también una certificación socioambiental y puntuar como mínimo 80 en la escala de la Asociación Brasileña de Cafés Especiales (BSCA).

Aparte del producto, la calidad final de la infusión depende también del modo de preparárselo. Por eso se ha venido difundiendo el uso hogareño de aparatos como la prensa francesa, la cafetera italiana y, en un peldaño de precio más elevado, la cafetera abastecida con polvo de café encapsulado. El problema en este último caso reside en qué hacer con las cápsulas tras su uso.

Pese a que existen cápsulas reutilizables y a que algunos fabricantes también impulsan el reciclado de las versiones elaboradas en aluminio, el desechado puro y simple predomina, fundamentalmente en los casos de las cápsulas de materia plástica. Al considerarse todos los factores implicados, una cuenta realizada en el Instituto de Investigaciones Tecnológicas (IPT, en portugués) mostró que “tomar un cafecito de cápsula puede ser hasta 14 veces más perjudicial para el medio ambiente que prepararlo con el filtro de papel”.

Con el objetivo de hallarles nuevos destinos a estos residuos, los investigadores produjeron células electroquímicas con filamentos del PLA no conductor y sensores electroquímicos con los filamentos conductores, a los que se preparó mediante el agregado de negro de carbón al PLA. El negro de carbón es una forma de carbono paracristalino resultante de la combustión incompleta de hidrocarburos. “Los sensores electroquímicos se utilizaron para la determinación del porcentaje de cafeína en té verde y en café arábigo”, informa Janegitz.

El investigador comenta que la producción de los filamentos es relativamente sencilla. “La obtención de material no conductor consiste en el simple lavado y secado de las cápsulas de PLA, seguidas de su extrusión en un sistema en caliente. Para la obtención de material conductor, es necesario agregarle el negro de carbón antes del calentamiento y de la extrusión. El material extrudido entonces se enfría y se enrolla para dar origen a los filamentos de interés”, detalla.

El proceso completo constituye un buen ejemplo de la denominada “economía circular”, en la cual, a los residuos generados en una actividad económica, en lugar de tratárselos como problemas, con su impacto sobre el medio ambiente, se los convierte en recursos para la implementación de otra actividad. “La base polimérica obtenida de las cápsulas usadas puede generar dispositivos de alto valor agregado”, comenta Janegitz.

El investigador y la doctora Cristiane Kalinke, de la Unicamp, participaron en el estudio durante una pasantía de investigación en el exterior, bajo la supervisión del profesor Craig Banks, de la MMU. Janegitz contó con el apoyo de la FAPESP en el marco de un Proyecto Temático y de una Beca de Investigación en el Exterior. Kalinke recibió el apoyo de la Fundación mediante una Beca de Pasantía de Investigación en el Exterior. Aparte de ellos dos, el trabajo contó también con la participación del profesor Juliano Alves Bonacin, de la Unicamp.