En un context de crisi climàtica i de dependència energètica dels combustibles fòssils, la recerca de noves fonts d'energia renovables s'ha convertit en una prioritat global. Els biocombustibles tradicionals, produïts a partir de cultius alimentaris com el blat de moro o la canya de sucre, han generat un debat ètic per la competència amb la producció d'aliments i l'ús de terra cultivable.
Per això, la comunitat científica treballa en l'anomenada “biorrefineria”, un concepte que proposa aprofitar al màxim la biomassa residual per obtenir diversos productes d'alt valor afegit, entre ells, biocombustibles sostenibles. Aquesta aproximació, emmarcada en l'economia circular, no només redueix la dependència del petroli, sinó que també minimitza l'impacte ambiental dels residus orgànics.
El marro de cafè: als abocadors de tot el món
Un dels residus orgànics més abundants i, paradoxalment, menys aprofitats són els pòsits (o marro) de cafè, coneguts en anglès com a spent coffee grounds. La producció mundial de gra de cafè es xifra en uns 10 milions de tones anuals. Després de preparar la infusió, una part important d'aquest gra es converteix en residu, que acaba, en la majoria dels casos, als abocadors, on genera problemes ambientals com l'emissió de gasos d'efecte hivernacle.
El seu potencial és immens per diverses raons: primer, perquè és un residu molt abundant que es genera de manera constant a tot el món, principalment a les llars i a la indústria de l'hostaleria. I segon, perquè conté compostos de gran interès, com ara olis (aproximadament un 15 % del seu pes), que poden ser la base per a la producció de biodièsel.
Bevem el doble de cafè que a principi de segle
Per entendre la magnitud del recurs que suposa el marro de cafè, és important conèixer les xifres de consum. A escala mundial, la producció anual de gra se situa al voltant dels 10 milions de tones. A Espanya, el consum de cafè ha experimentat un creixement espectacular en l'última dècada. L'aparició de les càpsules ha fet que la despesa de les famílies en cafè es dupliqués, passant de 601 milions d'euros el 2006 a 1 213 milions el 2016.
Catalunya, en aquest context, presenta un perfil de consum especialment elevat. Les llars catalanes destinen un 33 % més de pressupost al cafè que la mitjana espanyola (87,5 euros anuals enfront de 65,8 euros). La diferència és encara més destacable en el consum de càpsules, que a Catalunya és un 73 % superior a la resta de l'Estat, representant 51,6 euros per llar enfront dels 29,9 euros de mitjana estatal.
Aquestes dades, que no inclouen el consum fora de la llar (com a bars o oficines), posen de manifest el volum ingent de residu de cafè que es genera, especialment a Catalunya i Espanya, i que representa una oportunitat única per a la seva transformació en recursos energètics.
Com es transforma el marro de cafè en combustible?
La investigació duta a terme per la Universitat Rovira i Virgili (URV) ha demostrat la viabilitat de transformar aquest residu en biocombustible mitjançant un procés d'extracció d'olis. L'equip investigador ha optimitzat un procés que utilitza n-hexà com a dissolvent i que permet recuperar aproximadament el 90 % de l'oli present en el marro de cafè.
Aquest procés no només és eficient, sinó que també és sostenible. Les condicions òptimes per a l'extracció (45 °C durant 60 minuts) redueixen considerablement el consum energètic en comparació amb tècniques tradicionals de laboratori com el Soxhlet. A més, l'oli extret és de gran qualitat, amb un perfil d'àcids grassos dominat pels àcids linoleic i palmític, ideals per a la producció de biodièsel, i amb un baix contingut en impureses (només un 0,3 %).
Què més en podem treure?
Allò que fa realment innovadora aquesta recerca és que no es limita a l'extracció de l'oli. La investigació demostra que aquest primer pas actua com un pre-tractament que preserva la resta de la biomassa, coneguda com a matriu lignocel·lulòsica, composta per cel·lulosa, hemicel·lulosa i lignina. En eliminar l'oli, s'elimina una barrera que dificulta l'accés de catalitzadors i dissolvents a aquests components, preparant-los per a noves transformacions. Què més en podem treure?
- Cel·lulosa i hemicel·lulosa: aquests polisacàrids es poden hidrolitzar per convertir-los en sucres fermentables. Mitjançant l'ús de llevats adequats, aquests sucres es poden transformar en lípids que, posteriorment, es converteixen en biocombustibles.
- Lignina: aquesta fracció es pot despolimeritzar per obtenir compostos aromàtics, que són precursors de combustibles d'alta densitat energètica, com el querosè per a l'aviació sostenible.
- Altres productes: el residu desgreixat també és una font potencial per obtenir bioetanol, àcid làctic o polihidroxialcanoats, que són bioplàstics.
Per què aquesta recerca dóna resposta a la problemàtica?
Aquesta línia de recerca ofereix una solució integral a diversos problemes. Primer, ofereix una alternativa renovable als combustibles fòssils per a sectors difícils d'electrificar, com el transport pesat per carretera o l'aviació. Al mateix temps, dóna una segona vida a un residu orgànic que, d'altra manera, contribuiria a la contaminació.
També contribueix a l'economia circular, perquè transforma el concepte de “residu” en el de “recurs”, integrant els pòsits de cafè en una cadena de valor que genera múltiples productes i redueix la pressió sobre els abocadors. A més a més, el procés optimitzat per la URV és energèticament eficient i, per tant, més econòmic i escalable a nivell industrial, la qual cosa n'augmenta el seu potencial de comercialització.
El repte, ara, és traslladar aquests resultats de laboratori a la indústria, creant les infraestructures per a la recollida i el tractament d'aquest residu a gran escala. Amb la quantitat de cafè que es consumeix a Catalunya, Espanya i el món, el marro de cafè té el potencial de ser un actor clau en la transició energètica cap a un model més net i circular.
Aquest article va ser publicat originalment a The Conversation.
