Estudio de caso: Viabilidad para la producción de bioempaques biodegradables a partir de la cereza de una especie de Coffea arabica en la finca La Esmeralda, la Mesa-Cundinamarca
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Resumen
Este estudio desarrolló y evaluó una estrategia para valorizar las cerezas de café arábica como insumo para bioempaques biodegradables en un sistema rural. Se utilizó un enfoque analítico-deductivo, con investigación mixta, integrando la observación de campo, el análisis fisicoquímico-biológico y la experimentación con prototipos bajo criterios de economía circular y ecología industrial. Se caracterizaron las prácticas actuales de gestión de residuos en la finca La Esmeralda (La Mesa-Cundinamarca), donde el 35 % de la cereza se dispuesta en el suelo, identificando un flujo lineal susceptible de intervención circular.
Los análisis revelaron un contenido de humedad del 17,30 %, cenizas del 6,47 %, densidad aparente de 0,1573 g/ml, celulosa del 21,82 % y lignina del 14,84 %, lo que lo hace adecuado para usos lignocelulósicos. Se produjeron prototipos de papel y bioplástico mediante moldeado, calor y presión. Los papeles alcalinos y de fibra vegetal mostraron mejor rendimiento mecánico, mientras que los bioplásticos presentaron tasas de desintegración más rápidas.
La matriz multicriterio ecológico-social-económico seleccionó el papel formulado con cartón de cubeta y cereza como alternativa óptima por su mayor resistencia, menor consumo de recursos y pertinencia para el contexto productivo. El estudio de prefactibilidad confirmó la viabilidad técnica con la infraestructura existente, impactos ambientales positivos y un retorno de inversión del 47,58 % con recuperación en 26 meses a escala piloto. Se concluye que la transición hacia empaques biológicos circulares en sistemas cafetaleros es viable, replicable y genera valor económico local sin comprometer los principios de producción limpia ni los marcos normativos actuales.
Descripción
Abstract
This study developed and evaluated a strategy to valorize Arabica coffee cherries as an input for biodegradable biopackaging in a rural system. An analytical-deductive approach was used, with mixed research, integrating field observation, physicochemical-biological analysis, and experimentation with prototypes under circular economy and industrial ecology criteria. Current waste management practices were characterized at the La Esmeralda farm (La Mesa-Cundinamarca), where 35% of the cherry is disposed of on the ground, identifying a linear flow susceptible to circular intervention.
The analyses revealed a moisture content of 17.30%, ash content of 6.47%, bulk density of 0.1573 g/ml, cellulose content of 21.82%, and lignin content of 14.84%, making it suitable for lignocellulosic uses. Paper and bioplastic prototypes were produced using molding, heat, and pressure. Alkaline and plant fiber papers showed better mechanical performance, while bioplastics exhibited faster disintegration rates.
The ecological-social-economic multi-criteria matrix selected paper made from cardboard and cherry wood as the optimal alternative due to its greater resistance, lower resource consumption, and relevance to the production context. The pre-feasibility study confirmed the technical viability with the existing infrastructure, positive environmental impacts, and a return on investment of 47.58% with recovery in 26 months on a pilot scale. It is concluded that the transition to circular biological packaging in coffee systems is viable, replicable, and generates local economic value without compromising clean production principles or current regulatory frameworks.
Palabras clave
Cereza de café arábica, Empaque biodegradable, Economía circular, Ecología industrial, Recuperación de residuos
