Manejo residuos sólidos del beneficio del café

1. MANEJO DE RESIDUOS SÓLIDOS PRODUCTO DEL BENEFICIO DEL CAFÉ
Diana Patricia Torres Solano
Universidad de Manizales
Maestría en Desarrollo Sostenible y Medio Ambiente
Manejo Integrado de Residuos Sólidos- Cohorte XVII Grupo 1
Agosto-2017
Introducción
La industria cafetera ha demostrado especial interés en el desarrollo de investigaciones que
permitan minimizar el impacto ambiental que se genera como parte del beneficio de café, que se
traduce en los volúmenes y características de la pulpa y mucílago, principales residuos como parte
de este proceso. Como parte de esta tarea el Centro Nacional de Investigaciones de Café –
CENICAFÉ, desarrolló una investigación para el beneficio ecológico del café, es decir despulpado
sin agua, remoción mecánica del mucílago y tratamiento biológico para los residuos líquidos;
complementando este sistema con el desarrollo de tratamiento para la valorización de los
residuos sólidos del proceso como la producción de biogás, el uso como combustible, la
producción de hongos del género Pleurotus, Lentinula, Ganoderma e Hypsizygus, al igual que el
uso de dichos residuos en la lombricultura, procesos de ensilaje y la obtención de pectinas.
(Rodriguez, 1999).
Objetivo.
Realizar la descripción de las alternativas para el tratamiento de los residuos sólidos generados
durante el proceso de beneficio de café, al igual los resultados de las investigaciones que han
permitido definirlas y las ventajas que trae su implementación
Justificación
El café se cultiva principalmente en 15 departamentos del país y en altitudes que van desde los
1000 a los 2000 msnm; con el proceso de beneficio del café lo que se busca es transformar el
fruto en café pergamino seco de excelentes condiciones de calidad física y en taza; para esto
tradicionalmente se ha empleado procesos que pueden llegar a utilizar 40 litros de agua para
obtener un kilogramo de café pergamino seco y se ha realizado un manejo no adecuado de la
pulpa residual; las investigaciones que se han llevado a cabo en Cenicafé, han llevado a desarrollar
el beneficio ecológico en donde se utilizan 5 litros de agua para obtener un kilogramo de café
pergamino seco y se realiza una correcta disposición de la pulpa residual a través de procesos que
van desde el aprovechamiento energético, generación de biogás, compostaje, lombricultura y
otros que han permitido valorizar dichos residuos.

2. La pulpa de café es el residuo de mayor volumen, que tradicionalmente se ha acumulado por
largos periodos, generando malos olores, convirtiéndose en el medio propicio para la
reproducción de vectores y enfermedades. De acuerdo con los datos relacionados en el congreso
cafetero de 2015, de los 13,8 millones de sacos de café verde producidos en el país, 514 mil
toneladas corresponden a pulpa de café, que de no tener un sistema de tratamiento o disposición
adecuada se consideran altamente contaminantes (Moreno & Romero, 2016); de ahí la
importancia de realizar procesos de investigación en torno a dar solución a esta problemática
identificada.
Estado del arte
El beneficio del café es el proceso mediante el cual se transforma el grano de café recolectado en
las fincas en café pergamino seco. En la actualidad son reconocidos por la Federación nacional de
cafeteros tres tipos de beneficios. El beneficio convencional en el que el agua juega un papel muy
importante, ya que se utiliza en varios momentos del proceso, razón por la cual se requiere de 40
litros de agua para obtener un kilogramo de café pergamino seco; el beneficio ecológico en el
que el despulpado y transporte de la pulpa se realiza sin agua, el mucílago se elimina de forma
natural o mecánica y se tiene un consumo de agua inferior a 5 litros por cada kilogramo de café
pergamino seco; además la transformación de la pulpa residual se realiza en una fosa techada. Y
finalmente se tiene el beneficio ecológico del café sin vertimientos, en el que se hace un uso
racional del agua y se tratan los subproductos como pulpa, mucílago entre otro, de modo que no
se generen vertimientos en el proceso. (Rodríguez, Sanz, Oliveros, & Ramírez, 2015)
El 9,5% del peso del fruto del café, es el que finalmente se utiliza en la preparación de la bebida y
el 90,5% restante se convierte en residuo. Dentro de estos residuos se encuentra el mucílago, que
es rico en sustancias pépticas, posee un alto contenido de azúcares y por tanto puede ser
empleado para producir miel y alcohol etílico y por fermentación anaerobia produce gas metano.
(Calle, 1977).
La pulpa de café, es otro de los residuos que puede tener diversos usos. De acuerdo con varias
investigaciones que en este sentido ha realizado Cenicafé, le atribuye diversos modos de uso como
el ensilaje; pues la pulpa al ser ensilada preserva sus características nutrimentales, por ejemplo a
los 120 días de ensilaje presenta mayores contenidos de proteína curda, menores valores de
extracto libre de nitrógeno y taninos bajos, lo que la hace recomendable en dietas animales
(Noriega Salazar, Silva Acuña, & García de Salcedo, 2008)
En cuanto a su uso para la producción de hongos, la investigación, análisis de la producción de
setas comestibles Pletorus sp. sobre pulpa de café, de Bermúdez et al (2001), pudo determinar
que es posible la producción de setas comestibles empleando este residuo como sustrato.
Transformar la pulpa residual en compost, es uno de los sistemas más empleados, que puede
potencializarse con la adición de microorganismos que aceleren el proceso de descomposición,
que pueden ser microorganismos nativos de la pulpa de café (Vásquez, López, Fuentes, & Cote,
2010); o los microorganisos eficientes E.M. Otro tratamiento es la lombricultura frente al que se

3. han desarrollado varias investigaciones que han permitido definir la eficiencia de este tratamiento
con diferentes tipos de lombrices. Estos tratamientos se han implementado con el uso exclusivo
de la pulpa de café y con la mezcla de otros elementos como el mucílago, que en términos
generales se pueden definir como dos subproductos del beneficio del café con una alta riqueza
microbiana que con el desarrollo de este tipo de procesos se convierte en una opción para
recuperación de suelos o fertilizante de cultivos de forma orgánica.
En cuanto al pergamino que es la parte que envuelve el grano, se ha utilizado principalmente
como combustible tanto para fogones de hogares, como para ladrilleras o silos de secado de café.
Asimismo su composición permite que sea empleado como sustrato en el cultivo de hongos
tropicales.
Finalmente la borra del café es el residuo generado luego de la torrefacción del grano, que por su
contenido de grasas ha sido empleado como materia prima para producción de aceites y como
soporte para la producción de lodos anaerobios y parte del sustrato en la producción de hongos
(Rodriguez, 1999).
Metodología y Resultados
Compostaje.
Fuente: (Moreno & Romero, 2016)
Para la transformación de la pulpa de café en procesos de compostaje se debe tener en cuenta
que el compost presenta cuatro períodos, según la evolución, de la temperatura: mesófilo que se
da a temperatura ambiente y en el que se da una rápida multiplicación de microorganismos; el
termófilo cuando se alcanza una temperatura de 40 °C hasta los 60°C y se da la transformación del
nitrógeno en amoniaco, aparición de bacterias que hacen parte del proceso de descomposición.

4. Un periodo de enfriamiento que es cuando a partir de los 60°C se inicia un descenso en la
temperatura y de maduración que se da a temperatura ambiente dándose reacciones de
condensación y polimerización del humus.
Los sistemas de compostaje pueden ser:
1. Artesanal. Donde no se cuenta con ninguna tecnología y se tiene una capacidad de
producción baja o mediana pues todo el trabajo se hace de forma manual con el uso de
herramientas como la pala y la carretilla para el transporte del material.
2. Compostaje semiindustrial. En el que se cuenta con algunos equipos mecánicos o
eléctricos para el desarrollo de algunas actividades.
3. Compostaje industrial. Aquel en el que el proceso de elaboración del compost está
totalmente mecanizado.
Para su implementación se hace necesario el uso de fosas de compostaje que de acuerdo con lo
descrito en 1979 por la Federación Nacional de Cafeteros, se definen como construcciones
especiales y techadas que requieren ciertas condiciones en cuanto a su diseño y construcción de
acuerdo a la cantidad de café producido en la finca, pues para producciones superiores a
500@cps/año, se requiere de construcciones sólidas y duraderas preferiblemente en adobe y
cemento; para producciones menores se permite el uso de guadua para la construcción de las
mismas. Y de acuerdo con el tipo de producción la misma federación estableció unas dimensiones
de fosa que se muestran a continuación (Moreno & Romero, 2016)
Características de la fosa según la producción anual de café pergamino seco
Producción
anual @
arrobas* CPS
Altura de la
fosa metros
Ancho de la
Fosa metros
Largo de la
fosa metros
Volumen de
la fosa
metros³
500 2 2 3 12
600 2 2 4 16
700 2 2 4,5 18
800 2 2 5 20
900 2 2 5,5 22
1000 2 3 4 24
1200 2 3 5 30
1400 2 3 6 36
1600 2 3 7 42
1800 2 3 7,5 45
2000 2 3 8 48
2500 2 4 8 64
3000 2 4 9,5 76
3500 2 4 11 88
4000 2 4 12 96
4500 2 4 14 112
5000 2 5 12,5 125
6000 2 5 15 150
7000 2 5 17,5 175
8000 2 5 20 200

5. 9000 2 5 22,5 225
Fuente: (Moreno & Romero, 2016)
Para facilitar la descomposición se voltea la pulpa cada 20 a 30 días, de este modo en cuatro o
cinco mes ya se tiene listo el compost. (Cenicafé, 2011)
Lombricultura.
Para la lombricultura tradicionalmente se ha utilizado lombriz roja Eisenia foetida. Se realiza en
camas de un metro de ancho y longitud variable que puede ir de 2 a 3 metros, con una altura de
0,4 metros. Se requiere que el área donde se desarrolle el proceso debe estar techada, al igual que
con encerramiento lateral para evitar la entrada de depredadores de la lombriz. En promedio se
maneja una densidad de lombriz de 5 kg de lombriz/m², alimentándose el lombricultivo de pulpa
una o dos veces a la semana. Manejándose aproximadamente una tonelada de pulpa por año en
un metro cuadrado de lombricultivo. (Moreno & Romero, 2016)
Fuente: (Moreno & Romero, 2016)
Se generan 50 kilos de lombrinaza a partir de 100 kilos de pulpa, al cabo de 100 días de
alimentación. (Cenicafé, 2011)
Como fuente de energía renovable.
Cenicafé ha desarrollado diversas investigaciones que han permitido establecer la viabilidad de
uso de los residuos generados durante el proceso de cultivo e industrialización del café; a
continuación se presenta a manera de resumen la capacitad calórica de los principales
subproductos del café, bien sea haciendo uso de ellos como combustible directo o en la
producción de biocombustibles:

6. Capacidad calórica subproductos del café.
Fuente: (Rodríguez & Zambrano, 2010)
El biogás es una mezcla gaseosa constituida en su mayoría por metano, en proporción aproximada
de 50-80% y gas carbónico, con pequeñas trazas de vapor de agua, amoníaco, monóxido de
Carbono, Nitrógeno, oxígeno y compuestos orgánicos. Para la producción de este combustible se
reportan rendimientos de 25 L de biogás por cada kilogramo de pulpa fresca. En cuanto al
bioetanol, este se obtiene por fermentación de medios azucarados hasta lograr el grado
alcohólico; las investigaciones han podido establecer que se obtienen en promedio 58,37 mililitros
de etanol a partir de 1 kg de mucílago fresco u 25,17 mililitros de etanol a partir de 1 kg de pulpa
fresca. (Rodríguez & Zambrano, 2010)

7. Conclusiones y Recomendaciones
Se hace necesario el desarrollo de más investigaciones que den cuenta de opciones que permitan
dar solución a los problemáticas que en materia ambiental tiene el sector cafetero del país.
Soluciones que de acuerdo a la experiencia y los resultados obtenidos por Cenicafé inician con los
proceso de siembra, recolección, beneficio y transformación del fruto en café como producto
comercial, y que a través de procesos de aprovechamiento y transformación de los residuos
sólidos subproducto del procesamiento del café lo que se espera es darle un valor agregado a
estos residuos, cumpliendo con parámetros legales establecidos para este tipo de producción.
Se considera pertinente el desarrollo de tecnologías que permitan la disminución en el consumo
de agua para el proceso de beneficio de café como las que han permitido pasar de utilizar hasta
40 litros de agua para obtener 1 kilogramo de café pergamino seco en un beneficio convencional a
menos de 0,5 litros de agua para obtener 1 kilogramo de café pergamino seco. Esto hace que la
cantidad de residuos generados disminuya en cuanto a volumen y características de generación, lo
que contribuye significativamente a reducir los impactos ocasionados durante el proceso y
permite la utilización eficiente de procesos como la generación de abonos orgánico o de
biocombustibles a partir de los residuos generados; teniendo en cuenta los volúmenes de
producción de café de cada finca para la selección de los mecanismos de tratamiento para
valorización de los mismos más eficientes en cada caso.
Bibliografía
Calle, H. (1977). Subproductos del café. Cenicafé, Boletín técnico No. 6, 84 Pág.
Cenicafé. (2011). Produzca abono orgánico en la finca. Cartilla cafetera No. 8. Obtenido de
http://www.cenicafe.org/es/documents/cartillaCafeteraCapitulo8.pdf
Federación Nacional de cafeteros. (1979). Manual del cafetero Colombiano. Chinchiná.
Moreno, N., & Romero, A. (2016). Evaluación de diferentes métodos para la transformación de la
pulpa de café en abono orgánico en fincas cafeteras. Tesis (Maestría Desarrollo Sostenible
y Medio Ambiente), Facultad de Ciencias Contables Económicas y Administrativas,
Universidad de Manizales.
Noriega Salazar, A., Silva Acuña, R., & García de Salcedo, M. (2008). Utilización de la pulpa de café
en la alimentación animal. Zootecnia Tropical., 6(4). Obtenido de
http://www.scielo.org.ve/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0798-72692008000400001
Porres, C., Calzada, J., & Rolz, C. (1987). Combustión de la pulpa de café. Simposio internacional
sobre la utilización integal de los subproductos del café. ICAITI-ANACAFE-PNUMA.

8. Rodriguez, N. (1999). Manejo de residuos en la agroindustria cafetera. Biblioteca Virtual de
Desarrollo Sostenible y Salud Ambiental BVSDE / Organización Panamericana de la Salud
OPS. Obtenido de https://www.revistavirtualpro.com/biblioteca/manejo-de-residuos-en-
la-agroindustria-cafetera
Rodríguez, N., & Zambrano, D. (2010). Los subproductos del café: Fuente de energía renovable.
Cenicafé. Obtenido de http://www.jotagallo.com/agricola/assets/cenicafe-avance-tecnico-
393-subproductos-del-cafe.pdf
Rodríguez, V. N., Sanz, J. R., Oliveros, T. C., & Ramírez, C. A. (2015). Beneficio del café en Colombia.
Cenicafé. Obtenido de http://www.cenicafe.org/es/publications/Beneficio-del-cafe-en-
Colombia.pdf
Vásquez, M., López, A., Fuentes, B., & Cote, E. (2010). Aceleración del proceso de compostaje de
residuos post-cosecha (pulpa) del café con la aplicación de microorganismos nativos.
Revista CENIC. Ciencias Biológicas, 4, 1-7.