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Los científicos latinoamericanos que lograron producir electricidad con desechos del café

Estos desechos ya han sido usados para producir biocombustibles, pero es la primera vez que se utilizan para generar electricidad.
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22 de octubre, 2018
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Detrás de cada taza humeante de café hay un gran desafío ambiental: qué hacer con millones de toneladas de desechos contaminantes.

Un científico argentino basado en Reino Unido y su colega colombiana encontraron una posible respuesta al problema: transformar los residuos de café en electricidad.

Estos desechos ya han sido usados para producir biocombustibles, pero es la primera vez que se utilizan para generar electricidad.

La investigación es producto de la colaboración de Claudio Avignone Rossa, docente de la Universidad de Surrey, en Inglaterra, con Lina Agudelo, de la Universidad de Antioquia.

Ambos aseguran que usar los residuos del café para producir electricidad podría no sólo reducir el problema de la polución, sino ayudar financieramente a los caficultores.

Millones de toneladas de pulpa

Cada año se producen en el mundo cerca de 9.5 millones de toneladas de café, de acuerdo a la Organización Internacional del Café.

“El mayor problema es que la cantidad de café que se consume en el mundo es inmensa y hay dos fuentes muy importantes de contaminación“, explicó a BBC Mundo Rossa, especialista en biotecnología microbiana.

Frutos de café verdes y rojos en la planta
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La pulpa se separa para obtener la semilla limpia, “pero la semilla representa solo el 20% del peso de la fruta, por lo que el 80% de la materia que rodea la semilla es descartado”, señaló Avignone Rossa.

“Una fuente está en la producción primaria, en la cosecha del café, donde el fruto de la planta de café es extraído. Para el café que se consume lo que importa es la semilla del fruto”.

“Y ese fruto es como una cereza o ciruela o cualquier tipo de fruto con mucha carne. La pulpa se separa para obtener la semilla limpia, pero la semilla representa solo el 20% del peso de la fruta, es decir que el 80% de la materia que rodea la semilla es descartado“.

Esa pulpa descartada es arrojada en general a cursos de agua o a campos donde “su descomposición provoca contaminación de las aguas o terrenos”, explicó Rossa.

Pequeños productores

En el caso de Colombia, se estima que la producción de café es realizada “por unas 500.000 familias, así que esta actividad impacta cerca de dos millones y medio de personas”, señaló a BBC Mundo Agudelo, profesora e investigadora de la Escuela de Microbiología de la Universidad de Antioquia.

Cerca del 95% de todos los productores de café en el país, son pequeños productores, es decir, que poseen menos de cinco hectáreas para el cultivo, explicó la científica colombiana.

Mujeres trabajando con granos de café en Colombia

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A nivel mundial, unos 25 millones de pequeños productores (que cultivan menos de 5 hectáreas) son responsables del 80% de la producción global.
Desechos de pulpa de café

Gentileza Claudio Avignone Rossa
En el caso de muchos de los pequeños productores en Colombia que usan un proceso tradicional para obtener el grano, “la gran mayoría de los residuos son descartados al aire libre y en las corrientes de agua”, explicó Agudelo.

“Debido al tamaño de su producción y a los costos operativos, la mayoría de estos pequeños productores realizan un proceso de obtención del grano de café (proceso conocido como beneficio del café) tradicional, que es altamente contaminante”.

“El beneficio de café tradicional consume cerca de 40 litros de agua por 1 kg de café procesado”, explicó Agudelo.

La gran mayoría de residuos son descartados al aire libre y en las corrientes de agua, generando problemas de contaminación de las fuentes hídricas y del ecosistema de las zonas cafeteras”.

Café instantáneo

La segunda gran fuente de contaminación en la producción de café se produce luego de que el grano fue lavado, secado y exportado usualmente a Europa o Estados Unidos.

Allí el café es tostado y molido para la producción de café, fundamentalmente instantáneo.

Granos verdes y granos tostados de café

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Los restos del agua que se utiliza en la preparación de ese café instantáneo también son contaminantes.

“Los restos de la producción secundaria de café, los restos del agua que se utiliza en la preparación de ese café instantáneo también son muy contaminantes“, explicó Rossa.

Los desechos pueden quemarse para la producción de energía o ser sometidos a procesos de digestión anaeróbica para la producción de biogás.

Pero según Rossa, “la huella ambiental de estos procesos es muy compleja” y entre sus posibles impactos ambientales están “la emisión de amoníaco y contaminantes gaseosos y la liberación al medio de residuos líquidos con relativamente alto contenido de materia orgánica”.

Celdas de combustible microbianas

¿Cómo surgió la idea de producir electricidad a partir de café?

Avignone Rossa venía colaborando con la Universidad de Antioquia, y esto posibilitó que Agudelo accediera a una beca de la Fundación Newton para hacer una pasantía en su laboratorio en la Universidad de Surrey, en Inglaterra.

Autobús a hidrógeno en una calle de Reino Unido

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Las celdas de combustible microbianas funcionan según el mismo principio que las celdas de combustible químicas en los vehículos a hidrógeno.

“Como yo venía trabajando con dispositivos que se llaman celdas de combustible microbianas, le propuse estudiar la posibilidad de utilizar los residuos de la producción de café para producir electricidad”.

Las celdas de combustible microbianas funcionan según el mismo principio que las celdas de combustible químicas en los vehículos a hidrógeno.

“Cualquier batería, como las de los automóviles o aparatos electrónicos, es un sistema cerrado en el cual electricidad es producida mediante una reacción electroquímica”, explicó Rossa.

“Una vez que el combustible se agota, la producción de electricidad cesa. En una celda de combustible, el combustible puede ser alimentado continuamente, con lo que la celda puede ser usada indefinidamente.”

“En las celdas microbianas de combustible, como las que utilizamos nosotros, la reacción química es producida por microorganismos que consumen los compuestos químicos presentes en los residuos de café para obtener electrones para realizar sus funciones vitales”.

Esos microorganismos transfieren los electrones hacia un electrodo, y esos electrones circulan por un circuito externo hacia otro electrodo, donde se produce otra reacción química; en nuestro caso, es la reacción con oxígeno del aire para formar agua. Esa circulación de electrones por el circuito externo es lo que produce una corriente eléctrica“.

Comunidades de microorganismos

Los residuos del café son mezclas muy complejas de azúcares, proteínas, grasas, y para consumirlos es necesaria una comunidad también compleja de microorganismos, según explicó Rossa.

Los microorganismos en la naturaleza no existen aislados, viven en comunidades muy estructuradas y la estructura está dada por la función que tienen”.

Sistema de celdas microbianas en el laboratorio de Avignone Rossa en la Universidad de Surrey

Gentileza Claudio Avignone Rossa
En el caso de las celdas microbianas los microorganismos consumen los compuestos químicos en los residuos de café para obtener electrones para realizar sus funciones vitales y transfieren esos electrones a un electrodo.

La comunidad de microbios usada por los investigadores incluye desde microorganismos que degradan proteínas a los que consumen los productos de esa degradación y los que tienen la capacidad de transferir electrones.

“Lo que usamos en el laboratorio son comunidades microbianas donde sabemos que hay una gran variedad de distintas actividades metabólicas y encontramos que en nuestros experimentos la mejor era una comunidad microbiana que proviene de las plantas de tratamiento de agua”.

Agudelo estudia ahora la posibilidad de usar comunidades de microorganismos asociadas a las plantas de café.

“Emplear microorganismos de los entornos cafeteros puede ser ventajoso, ya que éstos se encuentran mucho más adaptados a las condiciones de la zona y a los diferentes sustratos, en este caso los residuos del beneficio del café. Eso los hace mucho más aptos para el proceso de degradación y/o metabolización de los sustratos a emplear”.

Mano con un puñado de granos de café

Science Photo Library
El nuevo sistema permitiría alimentar pequeños aparatos en una granja de café o pequeños sistemas de iluminación.

Caficultores

La cantidad de electricidad que produce el nuevo sistema “no es infinitamente grande pero serviría por ejemplo para alimentar pequeños aparatos en una granja o pequeños sistemas de iluminación“, explicó Rossa.

“Y es posible construir apilamientos (stacks) conectando varias unidades individuales con el fin de alcanzar los voltajes necesarios en las aplicaciones deseadas”.

La celda usada en el laboratorio, que tiene el tamaño de una lata de refresco, fue construida con materiales de alta calidad a un costo de unos US$400.

Pero Rossa y Agudelo lograron usar materiales de uso doméstico como arcilla de modelado y elementos reciclables o descartables para desarrollar “un sistema con un costo de entre dos y tres dólares y una relativamente alta eficiencia de conversión”.

Al agregar más y más unidades, el sistema puede ser escalado.

Los científicos esperan ahora obtener fondos para construir un prototipo en Colombia.

Caficultor en Colombia recolectando granos de café

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Los investigadores ya están en contacto con cooperativas de caficultores en Colombia para construir un prototipo en sus granjas.

“Ya conversamos con cooperativas de caficultores que están interesados en ver si podemos construir un prototipo para probar en sus granjas”, señaló Rossa.

Para Agudelo, “si se logra desarrollar un sistema bioelectroquímico adaptado a las necesidades de la agroindustria cafetera, que pueda ser implementado de una manera simple y económica, se podría impactar positivamente todo el ecosistema de las zonas cafeteras, sobre todo, los pequeños caficultores que son los más afectados por el manejo inapropiado de los desechos”.


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#YoSoyAnimal
Foto: Alberto Pradilla

Todos alerta: Migrantes eluden retenes en la carretera y corren en un intento de abordar el tren

En una de las salidas de Huixtla, Chiapas, migrantes centroamericanos se aferran a la posibilidad de abordar el tren, para avanzar en su ruta hacia el norte.
Foto: Alberto Pradilla
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Entre Tapachula y Huixtla, Chiapas, hay 41 kilómetros. Solo en ese trayecto, el Instituto Nacional de Migración (INM) tiene instalados dos retenes. Es jueves, 13 de junio. Es difícil cruzar de Tapachula a Huixtla si no tienes papeles en regla.

“Tuvimos que correr rápido, pero escapamos”, dice un joven imberbe, salvadoreño, mientras extiende el aguacate sobre una tortilla. La víspera sorteó los controles y alcanzó Huixtla. Ahora quiere ponerse en ruta nuevamente.

Se llama Josué Benjamín, tiene 17 años. Viene de Ciudad Arce, un municipio a 45 kilómetros de San Salvador controlado férreamente por la Mara Salvatrucha (MS-13).

En esa localidad, de entre 50,000 y 75,0000 habitantes, sería imposible ver a miembros de la pandilla rival, el Barrio 18. Ciudad Arce no es un territorio en disputa. Aquí la MS dicta las normas, cobra la extorsión, decide quién entra y quién sale. Aquí, si existe algún conflicto, dice Benjamín, es con la policía, que vigila, cachea, identifica y persigue a todos los jóvenes, sean o no integrantes de la mara.

Letras o números, MS o 18, es una pregunta fundamental para entender muchas dinámicas en barrios de El Salvador, Honduras o Guatemala.

“Está crítica la cosa, no hay trabajo”, dice Benjamín. Viste jeans y una camiseta blanca de tirantes. “Vas a trabajar y te pagan cinco dólares. Se te va todo en un tiempo de comida”, explica. Parece un señor atrapado en cuerpo de niño. Habla como adulto, se mueve como adulto, migra como adulto.

Pasan algunos minutos de las 8 de la mañana. Es una de las salidas de Huixtla, Chiapas, junto a la vía del tren. Un grupito desayuna antes de iniciar la marcha. Es el Triángulo Norte de Centroamérica alrededor de unos aguacates con sal, unas tortillas y una botella de Coca-Cola.

Está Josué, que viene de El Salvador y el apellido le viene que ni pintado, porque es el benjamín del grupo.

Está José López, que pasa de los 40 años, que es originario de Santa Bárbara, en Honduras, un terreno fértil para la minería y que lo que más exporta son migrantes. López es el veterano del grupo. Ya conoce Estados Unidos. Llegó en 2008, tuvo tres hijos “con una gringa” y fue deportado hace dos años por manejar sin licencia. “Regreso por mis hijos, quiero recuperarlos”, dice.

Está Gilber Ezequiel Velásquez, de 25 años y procedente de San Marcos, Guatemala. “Mi papá es pobre. Yo soy pobre también. Mi mamá murió. Quiero ayudar a mi papá”, dice.

Al sector centroamericano se le ha sumado otro grupo: tres jóvenes procedentes de Cuba.

En total son ocho, dos de ellas mujeres. Algunos hablan y dan su nombre y otros miran con desconfianza. No fiarse de nadie es buen consejo en este camino que se ha tragado a tanta gente. Todos ellos han pasado la noche al raso, durmiendo a la intemperie. Quieren agarrar el tren, por lo que las vías se han convertido en su brújula. Allá donde puede pasar el ferrocarril y bajar la velocidad, es un buen punto para saltar. Por la mañana lo escucharon. Y corrieron. Hasta que se dieron cuenta de que se dirigía al sur, por lo que los alejaba más de su camino hacia Estados Unidos.

“Corrimos bien fuerte”, repite Benjamín. Habla de otro episodio, el relacionado con los agentes que les persiguen. Relata que antes de llegar a Tapachula iba montado en una combi. Que se bajó con su primo cuando les avisaron de que les esperaba un retén de Migración. Apuraron demasiado al regresar a la carretera y un agente les vio. Salió detrás para perseguirles pero ellos fueron más rápidos. “Saltamos una valla y ellos ya no siguieron”, dice.

Leer: Bajo la lluvia, migrantes duermen en la calle en espera de asilo en México; solicitudes de refugio pueden llegar a 80 mil

La dinámica en la carretera vuelve a ser la de siempre, la de la clandestinidad, la de grupitos de migrantes escondidos y vulnerables, expuestos ante un camino terriblemente peligroso. La carretera está impracticable. Todavía no hay uniformados que se identifiquen como Guardia Nacional, pero hay funcionarios del INM, Policía Federal, Policía Militar, Ejército y Marina. Están los controles de siempre y los que huyen recurren a caminar a escondidas, como siempre.

“Hemos vuelto a la situación de hace unos años”, dice el padre Heyman Velázquez, párroco de Huixtla y uno de esos tipos imprescindibles en la ruta hacia Estados Unidos. El religioso es de esta gente que sabe perfectamente qué ocurre en el camino. Lo sabe porque diariamente conversa con los migrantes que duermen o desayunan en su iglesia. Porque habla con responsables de otros albergues. Dice que muchos de los que pasan por aquí refieren haber sido asaltados. Y que, más adelante, hay mujeres que ya han referido haber sido violadas. 

El relato sobre la migración clandestina hacia Estados Unidos está lleno de historias espeluznantes.

Pobres que roban a otros pobres, que huyen de sus pobres países a través de territorios también pobres.

Josué, José y Gilber hablan de los peligros a los que pueden enfrentarse. “En la Arrocera, ahí te asaltan”, dice uno. “A mí me han dicho que en Saltillo”, tercia Rafael Muñoz Soto, de 39 años, cubano nacionalizado ecuatoriano que prueba suerte por primera vez. “Vamos por la vía del tren”, afirma, como si a fuerza de repetirle hubiese alguien que pudiese enviarles una capa protectora o el poder de la invisibilidad.

El trayecto ofrece momentos de intensa camaradería. Al final, son desconocidos procedentes de contextos muy distintos, que comparten un momento vital clave.

José, el hondureño, y Rafael, el cubano, comienzan una conversación sobre sus respectivos países. El primero habla sobre los intentos del presidente, Juan Orlando Hernández, de privatizar el sistema sanitario y de educación. Menciona las protestas y las huelgas que se desarrollan desde hace unas semanas. El segundo, que viene de un país comunista, le habla de otra realidad completamente diferente. “Lo nuestro es público, sí, pero no hay de nada. No hay medicinas, no hay cuadernos para los niños”, dice.

Discusiones ideológicas a la orilla del tren en la peligrosa ruta mexicana, rumbo a Estados Unidos.

La conversación se interrumpe.

Alguien escuchó un silbido.

Ahora lo escuchan todos.

Es inconfundible.

Es la máquina de un tren.

Todos alerta.

Los más vivos, encabezados por Josué, siguen la vía en dirección sur. Un paisano, sentado en el porche de una casita humilde con techo de lámina, les recomienda avanzar un poco más. “Allí pueden tomar el tren más fácil”, dice.

El grupo se pone nervioso y comienza a correr. El silbido está cada vez más cerca pero no se le ve todavía. Agarrar el tren, al menos hasta Arriaga, significa no caminar por sembradíos apartados en el que se exponen a que les asalten, les extorsionen o les violen. Aunque es arriesgado y hay quien se ha dejado la pierna en el camino, parece una buena idea. Por eso corren hacia un transporte todavía invisible.

Este no es un punto habitual para cabalgar la serpiente metálica, aunque también es posible. Cualquier cosa menos echarse a la carretera, donde están instalados los retenes. Otro más a la salida de Villa Comaltitlán, siguiente municipio después de Huixtla.

El grupo sigue corriendo, aunque aminora un poco el paso.

Suena el silbido, pero llega la decepción.

“Es solo la máquina”, dice el más joven, el que encabezaba el grupo. Todos se quedan quietos, frustrados, parados en seco.

El tren dejó su carga en la estación anterior. No hay opción de subirse. Toca caminar.

“No hay mucha gente por aquí, casi los que estamos, los que ves”, dice José López, que sigue hablando de sus hijos, la razón por la que ha vuelto a ponerse en camino. La vía del tren marca la ruta. De repente, pasa un pickup con trabajadores del campo. Silban y dicen obscenidades a las mujeres.

El grupo acelera el paso. También hay lugareños que les lanzan alguna palabra de aliento. Esta también es tierra de migrantes. No existe amnesia que pueda borrar eso.

Leer: Entregarse al INM, la estrategia de migrantes africanos en Chiapas para avanzar hacia EU

“Hay demasiado control”, se queja Rafael, el cubano. Todos han escuchado acerca de las negociaciones entre México y Estados Unidos. Todos tienen en la mente la cifra de 6,000 integrantes de la Guardia Nacional que, según el canciller, Marcelo Ebrard, desembarcarán en Chiapas para cazar a grupos como el suyo. Sin embargo, en ese momento, los que los persiguen no son el nuevo cuerpo, sino la Migra de toda la vida.

En realidad, el tránsito en esta parte de la ruta es muy escaso. Apenas se ven grupitos como el de estos ocho. En toda la mañana, únicamente aparecerán otros dos hondureños, que mascullan algo contra su presidente, Juan Orlando Hernández, antes de perderse entre unos matorrales.

Existe una paradoja. Se habla de que cada vez más migrantes llegan a la frontera con Estados Unidos. La ruta procedente de Tecún Umán, sin embargo, está en mínimos. En realidad, este tránsito cobró fuerza con las caravanas de octubre. Pero existen muchísimos más caminos con menos atención mediática y, por lo tanto, más porosos. Al final, la migración siempre encuentra su camino. Quien camina a la orilla de la vía del tren forma parte de los pobres de entre los pobres, que no alcanzan a pagar 8,000 dólares que cobra un pollero.

Saben que pueden ser asaltados. Han fiado todo a caminar, quién sabe hasta dónde.

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