Café para descontaminar: de la taza al combustible limpio

¿Y si la transformación de la industria energética estuviera en tu taza de café? Existen posibilidades de reducir la carga ambiental de la industria del transporte a partir de la cafeína. Una investigación de las sedes Medellín y La Paz de la Universidad Nacional de Colombia, el ITM y la Universidad de Antioquia analizó esta sustancia como solvente que puede limpiar combustibles fósiles del azufre que envenena el aire.

Cada vez que un vehículo se enciende y quema gasolina o diésel, libera óxidos de azufre que deterioran la calidad del aire, contribuyen a la formación de lluvia ácida y afectan la salud humana con enfermedades respiratorias y cardiovasculares. Aunque la industria petrolera ha usado durante décadas la hidrodesulfuración para mitigar este problema, se trata de un proceso costoso, que requiere altas temperaturas, grandes volúmenes de hidrógeno y catalizadores caros, lo cual lo hace poco sostenible.

De residuo a recurso

Colombia, uno de los principales productores de café del mundo, genera toneladas de subproductos como pulpa y cascarilla que, en muchos casos, se desaprovechan o mal gestionan. Estos residuos contienen cafeína, un alcaloide de bajo costo (alrededor de 131 USD/kg frente a 452 USD/kg del imidazol convencional) y fácil manipulación, que además comparte similitudes estructurales con moléculas usadas en procesos de desulfuración.

A partir de esta molécula, el grupo de Ciencia y Tecnología de Materiales de la Facultad de Minas, en cabeza de la profesora Luz Marina Ocampo Carmona, logró obtener líquidos iónicos y solventes eutécticos profundos. Para ello, la cafeína fue sometida a un proceso de protonación con cloruro de hidrógeno, transformándose en una sal que luego se combinó con compuestos como tricloruro de hierro, cloruros de níquel y cobre, etilenglicol y ZnCl₂, dando origen a nuevos solventes verdes.

Resultados prometedores

En pruebas de laboratorio con combustibles modelo, los líquidos iónicos alcanzaron hasta un 12,9 % de eficiencia en desulfuración, mientras que los solventes eutécticos lograron un 17,4 %, cifras significativas si se tiene en cuenta la novedad del enfoque y las condiciones más suaves de operación. Además, estudios teóricos y experimentales confirmaron la formación de enlaces de hidrógeno y coordinaciones estables, lo que refuerza el potencial de estos sistemas para aplicaciones industriales.

"Ha sido un proyecto muy desafiante, pues existen pocos antecedentes en la literatura sobre el proceso de protonación de la cafeína, un paso clave para el desarrollo de líquidos iónicos y solventes eutécticos basados en este compuesto. El trabajo resultó complejo y exigió una estrecha articulación entre los grupos de investigación participantes”, detalló la investigadora.

Una apuesta interinstitucional

El desarrollo se enmarca en los proyectos Hermes 54126 (“Desarrollo de líquidos iónicos a base de cafeína para la desulfuración de combustibles”) y 57586 (“Aprovechamiento de residuos del café en el desarrollo de líquidos iónicos base cafeína para la desulfuración de combustibles”), que integran grupos de investigación de las sedes Medellín, Bogotá y La Paz de la UNAL, junto con la Universidad de Antioquia, el ITM, la Federación Nacional de Cafeteros y la empresa Faro Tecnológico.

Gracias a esta sinergia, no solo se avanza en el diseño de nuevos solventes verdes, sino también en la creación de prototipos a escala piloto, el fortalecimiento de semilleros de investigación y la formación de estudiantes de pregrado y posgrado en química verde, ciencia de materiales y sostenibilidad.

Hacia combustibles más limpios

Aunque los porcentajes de remoción todavía deben mejorarse con etapas adicionales de extracción y optimización de condiciones, esta línea de investigación abre la puerta a tecnologías menos contaminantes, más económicas y basadas en un recurso emblemático del país: el café.

De esta forma, la molécula que despierta a millones de personas cada mañana podría, en el futuro, ayudar también a despertar una nueva era de energía más limpia y responsable con el ambiente.

Por: Redacción Facultad de Minas