Las cápsulas de café usadas se pueden reciclar para producir filamentos para impresión 3D

Reeditado por Platón

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proyecto-de-vainas-de-cafe — Pods usados y ejemplos de piezas producidas mediante impresión 3D (crédito de la imagen: Bruno Campos Janegitz/UFSCar).

El plástico de las cápsulas de café usadas se puede reciclar para fabricar filamentos para impresoras 3D, según investigadores británicos y brasileños que afirman haber probado con éxito un proceso para hacerlo. La solución aparece en un nuevo artículo publicado en la revista Química e ingeniería sostenibles de ACS

“Produjimos nuevos filamentos conductores y no conductores a partir de ácido poliláctico residual [PLA] de monodosis de cafeteras usadas. Hay muchas aplicaciones para estos filamentos, incluidas piezas conductoras para maquinaria y sensores”. Bruno Campos Janegitz, dijo uno de los autores del artículo, a la Fundación de Investigación de São Paulo (Agência FAPESP). Janegitz dirige el Laboratorio de Sensores, Nanomedicina y Materiales Nanoestructurados (LSNano) de la Universidad Federal de São Carlos (USFCar).

El proyecto involucró a grupos de investigación de Brasil, de la Universidad Federal de São Carlos (USFCar) y de la Universidad Estadual de Campinas (Unicamp), y del Reino Unido, de la Universidad Metropolitana de Manchester (MMU).

Brasil es el principal productor y exportador de café del mundo, así como su segundo consumidor después de Estados Unidos. Aunque la mayor parte del café que se consume en Brasil es de baja calidad (Coffea canephora, también conocido como café robusta, con una alta proporción de defectos e impurezas disfrazados por un alto tostado de los granos y abundante azúcar o edulcorante en la taza), la demanda de cafés gourmet y especiales está en constante crecimiento.

Compuesto por granos de arábica seleccionados (Coffea arabica) con un tueste más bajo para preservar sus azúcares, aroma y sabor naturales, los cafés gourmet obtienen una puntuación de 75 a 80 en la escala utilizada por la Asociación Brasileña de la Industria del Café (ABIC), que va de 0 a 100. Los cafés especiales también deben tener lo que se llama una certificación socioambiental y obtener al menos 80 puntos en la escala utilizada por la Asociación Brasileña de Cafés Especiales (BSCA).

La calidad de la bebida también depende de cómo se prepara, y muchos brasileños han comenzado a utilizar la cafetera (también conocida como prensa francesa) o la olla Moka de cocina (cafetera en italiano) en lugar del tradicional filtro de tela o papel. Las máquinas de café expreso eléctricas portátiles que utilizan monodosis también son cada vez más populares, aunque mucho más caras. El problema con esto último es qué hacer con las cápsulas usadas.

Aunque existen cápsulas reutilizables y algunos proveedores promueven el reciclaje de las cápsulas de aluminio, la mayoría de los consumidores simplemente tiran las cápsulas usadas a la basura, especialmente si están hechas de plástico. Considerando todos los factores involucrados, cálculos elaborados por el Instituto de Investigaciones Tecnológicas del Estado de São Paulo (IPT) muestran que “una taza de café en monodosis puede ser hasta 14 veces más perjudicial para el medio ambiente que una taza de café filtrado”.

Para desarrollar usos para estos residuos, los investigadores produjeron células electroquímicas con filamentos no conductores de PLA y sensores electroquímicos con filamentos conductores preparados añadiendo negro de humo al PLA. El negro de humo es una forma paracristalina de carbono que resulta de la combustión incompleta de hidrocarburos. "Con los sensores electroquímicos se determinó la proporción de cafeína en el té negro y el café arábica", explicó Janegitz.

La producción de filamento es relativamente sencilla, añadió. “Obtenemos el material no conductor simplemente lavando y secando cápsulas de PLA, seguido de extrusión en caliente. Para obtener el material conductor, añadimos negro de humo antes del calentamiento y extrusión. Luego, el material extruido se enfría y se enrolla para producir el filamento de interés”, explicó.

El proceso es un buen ejemplo de economía circular, en la que los residuos producidos por una actividad económica no se tratan como un problema que daña el medio ambiente sino que se convierten en recursos para implementar otra actividad. "La base polimérica obtenida de cápsulas usadas puede generar dispositivos con un gran valor agregado", dijo Janegitz.

Con Cristiane KalinkéJanegitz, doctora en química analítica e investigadora de la Unicamp, participó del estudio durante una pasantía de investigación en el exterior, bajo la supervisión de Craig Banks, profesor de la MMU y último autor del artículo. Janegitz contó con el apoyo de la FAPESP a través de un Proyecto temático y beca de investigación en el extranjero. Kalinke recibió el apoyo de una beca para un pasantía de investigación en el extranjero. Juliano Alves Bonacín, docente de la Unicamp, también participó del estudio.