Valorización energética de la cascarilla de café: estudio para su uso en generación eléctrica

Abstract

El crecimiento sostenido de la demanda energética y la dependencia mundial de los combustibles fósiles han provocado un aumento significativo de las emisiones de gases de efecto invernadero, alterando el equilibrio climático del planeta. Frente a esta crisis, la transición hacia una matriz energética más limpia y sostenible se ha convertido en un desafío prioritario a nivel global. En este contexto, las fuentes renovables, y en particular la biomasa, surgen como alternativas viables para diversificar la generación eléctrica y reducir el impacto ambiental. En el presente trabajo se analiza la valorización energética de la cascarilla de café, como parte de un modelo de generación distribuida, que contribuya a la economía circular y al aprovechamiento de residuos industriales. En el estudio se evaluó la viabilidad técnica y económica del aprovechamiento del subproducto generado en el proceso de tostado de café de la planta de Cabrales S.A., ubicada en el Parque Industrial de Mar del Plata. Se revisaron los marcos normativos y tecnológicos relacionados con la transición energética y, a partir de análisis proporcionados por la propia empresa, en conjunto con el INTA, se determinó el potencial de la cascarilla como biomasa combustible. Además, se relevaron los volúmenes de generación y el consumo eléctrico de la planta, lo que permitió cuantificar la disponibilidad de la biomasa, identificar el potencial de generación eléctrica y determinar qué fracción del consumo total podría cubrirse, sirviendo como base para un esquema parcial de autogeneración. Con estos puntos definidos, se continuó con la evaluación de tecnologías y el diseño del sistema de generación eléctrica. Tras comparar distintos métodos, se seleccionó la combustión con un peletizado previo por su alto rendimiento energético y la madurez tecnológica. Sin embargo, se presentó un desafío debido a que la humedad presente en la cascarilla era superior al necesario para un correcto peletizado y una adecuada combustión. En función de lo mencionado, se diseñó un sistema basado en un ciclo Rankine, con un aprovechamiento del calor disponible en la etapa de condensación destinado al secado de la cascarilla, mejorando la eficiencia global del ciclo. Definido el diseño, se realizó la selección y dimensionamiento de los equipos necesarios, para luego realizar una evaluación económica preliminar. Los primeros resultados revelaron que el proyecto, con las condiciones actuales de disponibilidad de biomasa, no resulta rentable, dando un tiempo de repago que excedía en gran medida los horizontes razonables de inversión. Sin embargo, se plantearon escenarios hipotéticos que mejorarían la viabilidad, entre ellos la adquisición de equipos de fabricación nacional y la captación de residuos biomásicos de terceros. Finalmente, era necesario comprobar si el proyecto respondía al objetivo inicial de reducir emisiones mediante la valorización energética de la cascarilla de café. El análisis ambiental mostró que la generación en base a biomasa emite un 82,2% menos de CO2 equivalente por kWh que la compra de energía a la red, lo que confirma su aporte en términos relativos. Sin embargo, la baja escala de la microplanta limita el beneficio absoluto: al cubrir solo una pequeña parte de la demanda eléctrica de la planta, la reducción neta anual alcanza apenas un 2,9%. Esto evidencia que, si bien el esquema es más sostenible, su impacto real depende de ampliar la escala mediante la integración de biomasa externa. De esta manera, se concluye que la cascarilla de café posee un alto potencial para combustión directa y, en comparación con la quema de combustibles fósiles, presenta una reducción considerable de la emisión de GEI. Sin embargo, un sistema de autogeneración de la escala propuesta presenta grandes inconvenientes técnicos y resulta inviable económicamente. La propuesta adquiere mayor sentido en un esquema ampliado de aprovechamiento de biomasa y con el respaldo de incentivos a la producción de equipos nacionales. Finalmente, se plantea la necesidad de continuar con estudios que profundicen en el escalado del sistema, la incorporación de otras fuentes de biomasa y la posibilidad de cogeneración, de modo de avanzar hacia un modelo más competitivo, replicable y alineado con los objetivos globales de sostenibilidad.