Cada año se generan alrededor de seis millones de toneladas de posos de café en todo el mundo, un residuo que suele acabar en vertederos o incinerado. Un equipo científico de la Universidad de Granada (UGR) trabaja en una alternativa para aprovechar este material dentro de un modelo de economía circular: transformarlo en materias primas para producir biodiésel, compuestos prebióticos y productos destinados a la agricultura.
La investigación se centra en el diseño de una biorrefinería y en la evaluación de su viabilidad técnica, económica y ambiental. La propuesta contempla obtener tres tipos de productos: aceite, carbohidratos con actividad prebiótica y bioquelatos, compuestos que pueden favorecer la disponibilidad de micronutrientes para los cultivos y contribuir a su biofortificación.
El aceite recuperado podría emplearse como materia prima para producir biodiésel, mientras que los compuestos prebióticos tendrían aplicaciones en el sector nutracéutico. Los bioquelatos, por su parte, podrían utilizarse en agricultura para mejorar la disponibilidad de determinados nutrientes.
Una biorrefinería para aprovechar los residuos del café
La tecnología principal del proceso es la carbonización hidrotermal, que permite tratar biomasa húmeda bajo condiciones de temperatura y presión elevadas. Esta operación genera dos fracciones: una líquida, rica en compuestos solubles, y otra sólida, con un alto contenido en carbono. Ambas se someten después a distintos tratamientos para obtener los productos finales.
«El trabajo no se limita a un planteamiento conceptual, sino que evalúa la viabilidad mediante un software de simulación industrial llamado SuperPro Designer», explica Anderson Valencia Isaza, investigador que ha desarrollado este avance en el marco de su tesis doctoral, dentro del grupo de investigación Ingeniería de Procesos Sostenibles (TEP982), del Departamento de Ingeniería Química de la Facultad de Ciencias de la UGR.
El equipo ha estudiado diferentes escenarios de operación, desde configuraciones completas hasta alternativas simplificadas, para comparar su rendimiento económico y ambiental. Según los resultados, la viabilidad económica resulta favorable en capacidades intermedias, aunque depende de las condiciones de operación consideradas.
Rentabilidad económica y retos ambientales
Uno de los escenarios analizados contempla una capacidad de tratamiento de diez toneladas por lote, que los investigadores sitúan en torno al 3 % de los posos generados en una planta industrial. Para esta configuración, el estudio calcula un valor actual neto de 108,2 millones de dólares, una tasa interna de retorno del 18,53 % y un periodo de recuperación de la inversión cercano a cuatro años.
Estas cifras proceden de la evaluación mediante simulación y no equivalen a resultados obtenidos en una instalación industrial en funcionamiento. El análisis también incorpora una evaluación ambiental basada en el análisis del ciclo de vida, realizada en colaboración con el área de Tecnologías del Medio Ambiente. Este estudio permite identificar las etapas del proceso que más contribuyen a su impacto ambiental.
«Además del perfil económico, se ha realizado una evaluación ambiental mediante radiografía del ciclo de vida, en colaboración con el área de Tecnologías del Medio Ambiente. Este estudio identifica los principales puntos críticos del proceso», señala Alejandro Fernández Arteaga, profesor responsable de la investigación.
Los resultados apuntan al consumo de energía térmica, especialmente vapor de agua, y al uso de disolventes como los factores que más contribuyen al impacto ambiental. Por ello, los investigadores consideran necesario optimizar la demanda energética y reducir el empleo de disolventes para mejorar el comportamiento ambiental de la futura biorrefinería.
Obtener varios productos para mejorar el aprovechamiento
Una de las principales aportaciones del estudio es su enfoque multiproducto. Frente a las estrategias centradas en una única vía de valorización, la propuesta integra diferentes procesos para obtener varios compuestos de manera simultánea.
«Así se mejora la rentabilidad global y se reduce la dependencia de un solo mercado. Además, mientras que muchos trabajos previos se limitan a describir posibles rutas de valorización, en este caso se realiza una evaluación mediante simulación, lo que aporta una aproximación más cercana a una posible implementación industrial», destaca Valencia Isaza.
La valorización de los posos de café permitiría reducir la cantidad de residuos destinados a vertederos o incineración y aprovechar un material abundante como recurso para la bioeconomía. Sin embargo, la aplicación industrial de esta propuesta todavía requiere optimizar aspectos como el consumo energético y el uso de disolventes.
«El trabajo demuestra el potencial de transformar un residuo ampliamente disponible en una fuente de productos de alto valor añadido, en línea con los principios de sostenibilidad y economía circular», concluyen los investigadores.
