Limpiar el aluminio de las cápsulas de café usadas
El proceso de reciclado pronto estará listo para su aplicación industrial
Encienda la cafetera, introduzca la cápsula de café y disfrute de su café. Por muy prácticas que sean las cápsulas de café, pueden suponer una carga potencial para el medio ambiente: Aunque en Austria existe un sistema de recogida de cápsulas de café usadas, actualmente la tasa de reciclado sólo ronda el 30%. El principal problema para el posterior proceso de reciclaje es el alto contenido de infusión de café en comparación con el material de envasado, lo que conlleva restricciones económicas y relacionadas con el proceso en las fundiciones de aluminio, donde se funden las cápsulas de café. Un proyecto actual de la Cátedra de metalurgia no Férrea, en colaboración con socios industriales, está desarrollando un proceso de tratamiento para producir aluminio nuevo a partir de cápsulas de café usadas, con el fin de cerrar el ciclo de materiales en línea con el enfoque de ingeniería circular de la Universidad de Leoben.
Un proyecto de la Cátedra de Metalurgia no Férrea de la Universidad de Leoben trabaja junto con socios empresariales en el desarrollo de un nuevo proceso de tratamiento para producir nuevas cápsulas de café a partir de cápsulas de café de aluminio usadas. "El aluminio de estas cápsulas es muy valioso y debe conservarse en el sentido de una economía circular", afirma la profesora adjunta Dra. Eva Gerold, investigadora de la Cátedra de Metalurgia no Férrea de la Universidad de Leoben. La profesora pone un ejemplo: "Las cápsulas de Nespresso constan de entre 0,5 y 1 gramo de material de envasado, siendo el aluminio el principal componente, y contienen unos 6 gramos de café". El reto consiste en separar estos componentes y garantizar un reciclado eficaz.
Hay que reciclar las aleaciones de aluminio
Las aleaciones en particular plantean un reto. "Hay un dicho en metalurgia: una vez que está en el aluminio, se queda en el aluminio. Este es un punto clave, especialmente en el contexto del reciclaje, ya que el aluminio existe en numerosas aleaciones, cada una con propiedades específicas según el ámbito de aplicación, como las puertas de los coches o las cápsulas de café. Las primeras deben ser estables y atractivas, por lo que se utilizan elementos de aleación como el silicio, el zinc o el hierro.
En cambio, las cápsulas de café deben ser densas, muy finas y enrollables. Estos requisitos no sólo hay que tenerlos en cuenta a la hora de seleccionar y desarrollar la aleación, sino también durante el posterior proceso de reciclado", afirma Gerold.
Sin embargo, las aleaciones para cápsulas de café, por ejemplo, difieren de un fabricante a otro. Si además la chatarra no está bien clasificada o mezclada, no es fácil volver a producir una aleación específica a partir de ella. En estos casos, se suelen producir aleaciones fundidas, clásicamente para bloques de motor. Con el aumento de la e-movilidad, esta demanda está disminuyendo, por lo que se necesitan nuevas opciones de reciclaje. Aquí es donde los investigadores están trabajando para desarrollar aleaciones y procesos de reciclado que toleren diferentes contenidos de elementos de aleación.
El proceso produce papel de aluminio
Para probar y optimizar el nuevo proceso de reciclado, un socio industrial proporciona a los investigadores materiales de cápsula preparados de forma diferente, que difieren tanto en la proporción de componentes orgánicos como en el grado de trituración.
"En un primer paso, se trituran las cápsulas de café usadas y se separa el café que contienen. A continuación, se eliminan los aceites y barnices de las cápsulas. Contienen componentes orgánicos que contaminarían la masa fundida. Este proceso de conversión funciona térmicamente en ausencia de oxígeno, con la ayuda de nitrógeno, por ejemplo. Los gases resultantes tienen un alto poder calorífico y se utilizan para calentar el horno de fusión de forma energéticamente eficiente", explica el investigador. Para minimizar la oxidación debida al gran volumen superficial de las cápsulas, éstas se compactan antes de fundirse. "Las materias primas se carbonizan primero en los llamados hornos de dos cámaras y se introducen en el baño de fusión para producir aluminio metálico. El tratamiento con sal también ayuda a eliminar impurezas y mejorar la composición de la masa fundida", añade Gerold. En fases posteriores, se producen pequeños lingotes de aluminio, que se laminan en láminas con un grosor final de 0,1 mm en el minilaminador propio de la cátedra, el material final deseado.
El proceso de reciclado pronto estará listo para su aplicación industrial
En el transcurso del proyecto, las láminas de aluminio serán transformadas industrialmente en cápsulas de café por una empresa asociada, lo que permitirá el reciclaje de las cápsulas de café en circuito cerrado. "Por cierto, las cápsulas de café recicladas no tienen por qué convertirse necesariamente en una nueva cápsula", añade el investigador, "ya que también pueden utilizarse para fabricar una lata de bebida o un nuevo ordenador portátil, en función de los requisitos y las especificaciones de la aleación."
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