Cápsulas de café usadas podem ser reutilizadas para produzir filamentos de impressão 3D

“Produzimos novos filamentos condutores e não condutores utilizando o polímero ácido poliláctico [PLA] proveniente das cápsulas de café. Esses filamentos podem ser usados em diversas aplicações, incluindo peças condutoras para máquinas e sensores”, diz Bruno Campos Janegitz, coordenador do Laboratório de Sensores, Nanomedicina e Materiais Nanoestruturados (LSNano) da UFSCar, sediado em Araras, e coautor do trabalho.

As cápsulas de plástico descartadas podem ser usadas como matéria-prima para a fabricação de filamentos para impressão 3D. Foto de KouS9 Studio, Unsplash.

O Brasil é o maior produtor, o maior exportador e, depois dos Estados Unidos, o segundo maior consumidor de café do mundo. Apesar de o mercado brasileiro ser amplamente dominado pelo café de baixa qualidade - com grãos robusta (Coffea canephora) e alta incidência de defeitos e impurezas, que os fabricantes camuflam com a torra excessiva e os consumidores escondem com a adição de grandes quantidades de açúcar ou adoçantes -, o segmento dos chamados cafés gourmet e especiais tem vindo a crescer.

Estes são produzidas com grãos selecionados da espécie arábica (Coffea arabica) e com menos tempo de torrefação para preservar o açúcar natural e as qualidades olfativas e gustativas do café. A diferença é tal que a versão gourmet tem pontuação entre 75 e 80 na escala de 0 a 100 da Associação Brasileira da Indústria de Café (Abic).

Além do produto, a qualidade final da bebida também depende do modo de preparação. Por isso, o uso doméstico de aparelhos como a prensa francesa, a cafeteira italiana e, num patamar de preço mais elevado, a cafeteira fornecida com pó de café encapsulado, tem vindo a crescer. Neste último caso, o problema reside no destino a dar às cápsulas após a sua utilização.

Embora existam cápsulas reutilizáveis e alguns fabricantes incentivem também a reciclagem das versões de alumínio, predomina a eliminação pura e simples, sobretudo no caso das cápsulas de plástico. O Instituto de Investigação Tecnológica (IPT) demonstrou que “beber café de uma cápsula pode ser até 14 vezes mais prejudicial para o ambiente do que prepará-lo com um filtro de papel”.

Para encontrar novas utilizações para estes resíduos, os investigadores produziram células eletroquímicas com filamentos de PLA não condutores e sensores eletroquímicos com os filamentos condutores, que foram preparados através da adição de negro de fumo ao PLA. O negro de fumo é uma forma de carbono paracristalino resultante da combustão incompleta de hidrocarbonetos. “Os sensores eletroquímicos foram utilizados para determinar a percentagem de cafeína no chá verde e no café arábica”, explica o coordenador do projeto.

O investigador explica-nos que a produção dos filamentos é relativamente simples. “A obtenção do material não condutor consiste numa simples lavagem e secagem das cápsulas de PLA, seguida de extrusão num sistema a quente. Para obter material condutor, é necessário adicionar negro de fumo antes do aquecimento e da extrusão. O material extrudido é depois arrefecido e enrolado para formar os filamentos”, afirma.

Todo o processo é um bom exemplo da chamada economia circular, em que os resíduos gerados numa atividade económica, em vez de serem tratados como um problema com impacto no ambiente, são transformados num recurso para a implementação de outra atividade. “A base polimérica obtida a partir de cápsulas usadas pode gerar dispositivos de alto valor agregado”, diz Janegitz.

O investigador e a doutora Cristiane Kalinke, da Unicamp, participaram do estudo durante uma bolsa de pesquisa no exterior, sob a supervisão do professor Craig Banks, da MMU. Janegitz foi apoiado pela FAPESP como parte de um Projeto Temático e de uma Bolsa de Pesquisa no Exterior. Kalinke foi apoiada pela Fundação através de uma Bolsa de Estágio de Pesquisa no Exterior. Além disso, o trabalho também contou com a participação do professor Juliano Alves Bonacin, da Unicamp.