Cotidianamente en las mañanas, las personas preparan un café para iniciar su jornada. No obstante, en el momento de tomar la bebida, siempre quedan algunos grumos que normalmente se suministran a la basura. Sin embargo, este residuo doméstico se convirtió en materia de estudio científico en Colombia.
Un grupo de investigadores de la Universidad Nacional de Colombia convirtió el denominado cuncho de café en el eje de una prueba de laboratorio que logró remover hasta 98% del azufre en una mezcla que simulaba gasolina y diésel.
El resultado, reportado por el centro universitario, apunta a una vía experimental para limpiar combustibles, aunque todavía no sustituye los procesos industriales.
El hallazgo consiste en transformar borra de café en un material adsorbente capaz de atrapar moléculas de azufre sobre su superficie. Las pruebas se hicieron con un combustible modelo preparado en laboratorio, no con gasolina o diésel comerciales, por lo que el alcance del resultado sigue limitado a un escenario controlado.
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La persona que lideró dicha investigación es Luigi Sebastián Merchán Suárez, magíster en Química de la Universidad Nacional de Colombia, que desarrolló el trabajo en Bogotá como parte de un proyecto intersedes de la alma mater sobre nuevos usos para residuos de la industria cafetera.
En esa evaluación también revisó pulpa, cáscara y pergamino, pero el cuncho de café fue el subproducto más prometedor.
Inicialmente, el investigador señaló que la combustión de gasolina y diésel libera compuestos de azufre asociados con problemas respiratorios, lluvia ácida y deterioro de la calidad del aire.
Esos compuestos también aceleran el desgaste de tuberías y equipos industriales en refinerías y sistemas de transporte de combustibles.
La industria petrolera recurre desde hace décadas a la hidrodesulfuración para separar el azufre del combustible, pero ese método exige hidrógeno, altas presiones y catalizadores.
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“Algunos compuestos azufrados son mucho más difíciles de eliminar porque el azufre queda ‘muy protegido’ dentro de la molécula, por decirlo de forma sencilla”, explicó Merchán a la Unal.
Según informes de Ecopetrol, citados por el centro universitario, Colombia busca reducir el contenido de azufre en combustibles a menos de 10 partes por millón hacia 2030. Ese objetivo exige procesos de refinación más eficientes, según la misma fuente.
El cuncho de café llamó la atención del investigador por ser una biomasa rica en carbono, una propiedad útil para fabricar materiales adsorbentes. La investigación buscó aprovechar un residuo abundante en la cadena productiva del café.
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Los ensayos preliminares se hicieron con pequeñas cantidades recolectadas en la cafetería del Laboratorio de Investigación en Combustible y Energía del Departamento de Química, según detalló la Universidad Nacional. Cuando el material mostró potencial, surgió la necesidad de hacer comparables todas las muestras.
Para reducir esa variabilidad, Merchán reunió toda la muestra de una sola fuente comercial. “No todos los cafés generan el mismo residuo, pues factores como el tipo de grano, el nivel de tostión o la forma de preparación pueden alterar las propiedades del material. Para reducir esa variabilidad decidí recolectar toda la muestra de una única fuente comercial, en este caso una reconocida cadena de café internacional”, dijo el investigador.
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Después del secado, tamizado y clasificación por tamaño de partícula, el residuo pasó por tratamientos térmicos controlados para modificar su estructura interna sin destruir su base de carbono. Posteriormente, el calor eliminó humedad y compuestos inestables y abrió poros y cavidades que ampliaron la superficie de contacto.
“Convertimos ese cuncho en una especie de esponja microscópica para moléculas de azufre, y, como ocurre con una esponja común, cuanto más porosa era su estructura, mayor era su capacidad de retener lo que entraba en contacto con ella”, explicó Merchán.
Para medir la eficacia del material, el investigador no usó combustibles comerciales, sino un combustible modelo con una cantidad exacta de una sola molécula de azufre. Esa mezcla simplificada permitió saber con precisión qué entraba al ensayo y qué salía después del contacto con el adsorbente.
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El procedimiento consistió en medir primero la cantidad de azufre, poner la mezcla en contacto con el material derivado del café y medir otra vez el resultado. Para esa verificación, Merchán utilizó cromatografía líquida de alta eficiencia (HPLC), una técnica que separa los componentes de una mezcla y permite cuantificarlos.
La siguiente etapa será probar el material en combustibles reales, donde muchas otras moléculas compiten por ocupar esos poros y pueden reducir el rendimiento.