Crean una alternativa ecológica al plástico mediante impresión 3D con hongos y posos de café

En España, cada año se consumen alrededor de 4,5 kg de café por persona, lo que equivale a 3,5 cafés al día por persona. Entonces, imaginemos la cantidad de posos de café que se tiran al año. ¿Cómo se podría dar una segunda vida a los posos de café y reciclarlos? Danli Luo, una estudiante de doctorado en ingeniería en la Universidad de Washington, vio una oportunidad científica en su encuentro diario con la máquina de café y, junto con sus colegas, desarrolló un método para utilizar la impresión 3D con posos de café e imprimir nuevos objetos. Este desarrollo ofrece una alternativa ecológica al plástico.

Del grano a la impresora

El café es extremadamente rico en nutrientes y se esteriliza cuando se prepara. Esto hace que los posos de café sean un caldo de cultivo ideal para los hongos. Cuando crecen, primero forman un sistema radicular complejo, el micelio, con una piel de micelio fina y blanquecina. El micelio de hongos se utiliza cada vez más como material de fabricación. Numerosas empresas, investigadores y diseñadores están experimentando con él porque es ligero, robusto y repelente al agua. Luo y su equipo de investigadores combinaron posos de café con esporas de hongos reishi para aprovechar ambas ventajas. También agregaron harina de arroz integral y goma xantana. Esto les dio una pasta, o mezcla, imprimible a base de café, que llamaron «Mycofluid» y que sirvió como material de impresión para nuevas estructuras.

La pasta de café molido se procesa para crear nuevas estructuras mediante impresión 3D

Para actualizar la impresora 3D Jubilee en el Machine Agency Lab de la Universidad de Washington, Luo también desarrolló un cabezal de impresión con una mayor capacidad (1 litro) para la pasta, por lo que varios objetos podrían extruirse. En este proceso, las esporas de hongo reishi inyectadas en la pasta aseguran que se forme una piel de micelio después de la impresión. Las estructuras impresas deben almacenarse durante diez días para que esto suceda. La piel del micelio se forma suficientemente y contribuye a la estabilidad del objeto impreso. Para evitar el crecimiento real de hongos en los objetos de café, las partes deben secarse. Tan pronto como la formación de humedad se detiene, los hongos dejan de crecer.

Posos de café para envases sostenibles

El resultado son piezas que son ligeramente más pesadas que el poliestireno, pero tienen una densidad similar a la del cartón y son casi tan fuertes y resistentes como el poliestireno. Además, las estructuras impresas son totalmente compostables y teóricamente comestibles (aunque posiblemente no se deban ingerir). Por lo tanto, la mezcla es particularmente adecuada para materiales de embalaje y representa una alternativa ecológica al plástico y al poliestireno. Por ejemplo, el equipo imprimió el embalaje de un vaso, algunas partes de un jarrón y dos mitades de una estatua de moai.

El envase de un frasco impreso a partir de posos de café y cubierto con piel de micelio.

«Estamos interesados en crear sistemas para personas como propietarios de pequeñas empresas que producen productos de lotes pequeños, por ejemplo, artículos de vidrio pequeños y delicados que necesitan un embalaje resistente para su envío», dijo Luo. «Así que hemos estado trabajando en nuevas recetas de materiales que pueden reemplazar cosas como la espuma de poliestireno con algo más sostenible y que se puede personalizar fácilmente para la producción a pequeña escala».

De hecho, Luo mencionó que el proceso no está destinado a la producción en serie. Se necesitarían grandes cantidades de posos de café usados homogéneos para su ampliación, y esto no siempre es posible. Por esta razón, el grupo de investigación ahora está trabajando en mezclas de base biológica similares para la impresión 3D basadas en este enfoque.

«Estamos interesados en expandir esto a otros materiales de origen biológico, como otras formas de desperdicio de alimentos», agregó Luo. «Queremos apoyar ampliamente este tipo de desarrollo flexible y no solo proporcionar una solución a este importante problema de los desechos plásticos». El estudio completo, publicado en 3D Printing and Additive Manufacturing el 23 de enero, se puede encontrar aquí.

La piel de micelio alrededor de la estructura impresa hecha de posos de café garantiza la estabilidad.

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*Créditos de todas las fotos: Luo et al./3D Printing and Additive Manufacturing