Crean una alternativa ecológica al plástico con posos de café y esporas de hongos

Investigadores de la Universidad de Washington han demostrado que los posos de café y las esporas de un tipo de hongo se pueden imprimir en 3D para crear una alternativa compostable a los plásticos.

Solo el 30% del grano de café es soluble en agua, y muchos métodos de preparación intentan extraer bastante menos. Así, de los 725 millones de kilos de café que consumen los estadounidenses al año, más de 500 millones de kilos de posos caen de los filtros a cubos de compostaje y contenedores de basura.

Mientras observaba cómo se acumulaban los posos de su propia cafetera exprés, Danli Luo, estudiante de doctorado en diseño e ingeniería centrados en el ser humano de la Universidad de Washington (UW), en EE.UU., vio una oportunidad.

El café es rico en nutrientes y se esteriliza durante la infusión, por lo que es ideal para el cultivo de hongos, que, antes de brotar en setas, forman una «piel micelial». Esta piel, una especie de sistema radicular blanco, puede unir sustancias sueltas y crear un material duro, resistente al agua y ligero.

Luo y un equipo de la UW desarrollaron un nuevo sistema para convertir esos posos de café en una pasta, que utilizan para imprimir objetos en 3D: materiales de embalaje, trozos de un jarrón o una pequeña estatua.

Inoculan la pasta con esporas del hongo Reishi, que crecen en los objetos para formar esa piel de micelio. La piel convierte los posos de café -incluso cuando tienen formas complejas- en una alternativa al plástico, resistente y totalmente compostable. Para diseños complejos, el micelio fusiona las piezas impresas por separado para formar un único objeto.

El equipo ha publicado sus hallazgos en 3D Printing and Additive Manufacturing.

«Nos interesa especialmente crear sistemas para personas como los propietarios de pequeñas empresas que fabrican productos en lotes pequeños, por ejemplo, cristalería pequeña y delicada que necesita un embalaje resistente para su envío», explica Luo, autor principal.

«Así que hemos estado trabajando en nuevas recetas de materiales que puedan sustituir cosas como la espuma de poliestireno por algo más sostenible y que se pueda personalizar fácilmente para la producción a pequeña escala».

Para crear la pasta «Mycofluid», Luo mezcló posos de café usados con harina de arroz integral, esporas del hongo Reishi, goma xantana (un aglutinante alimentario habitual en helados y aliños para ensaladas) y agua. Luo también construyó un nuevo cabezal de impresora 3D para la impresora 3D Jubilee que diseñó el laboratorio Machine Agency de la UW. El nuevo sistema de impresión puede contener hasta un litro de pasta.

El equipo imprimió varios objetos con el Mycofluid: el envoltorio de un vaso pequeño, tres piezas de un jarrón, dos mitades de una estatua Moai y un cajón de dos piezas del tamaño de una mariposa. Los objetos permanecieron cubiertos en un recipiente de plástico durante 10 días, durante los cuales el micelio formó una especie de caparazón alrededor del micofluido. En el caso de la estatua y el jarrón, las piezas separadas también se fusionaron.

El proceso es el mismo que el de los kits de cultivo casero de setas: Mantener el micelio húmedo mientras crece a partir de un material rico en nutrientes. Si las piezas permanecieran más tiempo en la tina, brotarían setas reales de los objetos, pero en lugar de eso se retiran una vez que se ha formado la piel blanca del micelio. A continuación, los investigadores secaron las piezas durante 24 horas, lo que detuvo la fructificación de las setas.

El material final es más pesado que la espuma de poliestireno, más parecido a la densidad del cartón o el carbón. Tras una hora en contacto con el agua, sólo absorbió un 7% más de peso en agua y se secó hasta aproximarse a su peso inicial, manteniendo su forma. Era tan fuerte y resistente como el poliestireno y la espuma de poliestireno expandido.

Aunque el equipo no probó específicamente la compostabilidad del material, todos sus componentes son compostables (y, de hecho, comestibles, aunque nada apetitosos).

Dado que el micofluido requiere posos de café usados relativamente homogéneos, trabajar con él a gran escala resultaría difícil, pero el equipo está interesado en otras formas de materiales reciclados que puedan formar biopastos similares.

«Nos interesa ampliarlo a otros materiales bioderivados, como otras formas de residuos alimentarios», afirma Luo. «Queremos apoyar ampliamente este tipo de desarrollo flexible, no sólo ofrecer una solución a este gran problema de los residuos plásticos», concluye.