Las cápsulas de café usadas pueden reaprovecharse para producir filamentos para impresiones 3D

Un artículo publicado en la revista ACS Sustainable Chemistry & Engineering contiene una buena noticia para los amantes del café: las cápsulas de materia plástica desechadas pueden utilizarse como materia prima para la fabricación de filamentos destinados a la impresión 3D, entre otras opciones. 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.

“Hemos producido nuevos filamentos conductores y no conductores utilizando el polímero ácido poliláctico [PLA] proveniente de las cápsulas de café. Estos filamentos pueden utilizarse en 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 crecido el segmento de los llamados cafés gourmets y especiales.

Estos se producen con granos seleccionados de la especie arábiga (Coffea arabica) y con menor tiempo de torrefacción para preservar el azúcar natural y las cualidades olfativas y gustativas del café. El cambio es tal que 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).

Además del producto, la calidad final de la infusión depende también del modo de preparación. 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 plástico. El Instituto de Investigaciones Tecnológicas (IPT, en portugués) mostró que “tomar un café de cápsula puede ser hasta 14 veces más perjudicial para el medio ambiente que prepararlo con el filtro de papel”.

Con el objetivo de hallar 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”, explica el coordinador del proyecto.

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 es un buen ejemplo de la denominada economía circular, en la que 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 beca 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. Además, el trabajo contó también con la participación del profesor Juliano Alves Bonacin, de la Unicamp.