Evaluación del riesgo de acidificación del proceso de co-digestión anaeróbica de la pulpa y aguas mieles de café con estiércol bovino en un biodigestor tubular en operación semicontinua

Abstract

El café se posiciona como uno de los productos más relevantes a nivel mundial, con una comercialización superada únicamente por la del petróleo. Además, el café es la segunda bebida más consumida a nivel global, después del agua (J. Cerino-Córdova et al., 2020). En 2020, la producción mundial de café alcanzó aproximadamente 10.5 millones de toneladas (de Oliveira Fernandes et al., 2025) y en Colombia, la producción anual se estima en 0.84 millones de toneladas, representando cerca del 10.26% del producto interno bruto (PIB) agropecuario del país (FNC, 2025; León Chilito et al., 2025). En muchos países productores de café, particularmente en Latinoamérica, el procesamiento tradicional del café se lleva a cabo mediante la fermentación húmeda (Figura 1), donde el agua actúa como el principal medio para facilitar la extracción de la semilla (Rattan et al., 2015). Se estima que la producción de una taza de café estándar (125 mL) requiere aproximadamente 140 L de agua a lo largo de toda la cadena de producción (Chapagain & Hoekstra, 2007). Una alternativa viable y económicamente sostenible para la gestión de residuos orgánicos es la digestión anaeróbica (DA) (Kampioti & Komilis, 2022), un proceso bioquímico en el cual un consorcio microbiano transforma la materia orgánica en una mezcla de gases conocida como biogás con un alto poder calorífico (entre 4,700 a 5,500 kcal/m3), compuesta principalmente por metano (50%-70%), dióxido de carbono (40%-20%) y otros gases como el ácido sulfhídrico, amoníaco, hidrógeno y vapor de agua (Zamri et al., 2021). Además, el proceso de DA genera como subproducto un efluente líquido conocido como digerido, el cual puede ser utilizado como fertilizante debido a que es rico en nutrientes (Abad et al., 2019). La DA es un método de conversión bioquímica que permite reducir la carga orgánica de los residuos y mitigar su impacto al medioambiente. El proceso de DA se lleva a cabo a través de 4 etapas metabólicas denominadas: hidrólisis, acidogénesis, acetogénesis y metanogénesis. En cada una de estas etapas interviene un consorcio microbiano conformado por diferentes poblaciones típicas de microorganismos como las bacterias fermentativas, las acetogénicas y las arqueas metanogénicas (R. Xu et al., 2018). De esta manera la DA contribuye a la reducción de emisiones de gases efecto invernadero y, en sistemas rurales no centralizados, mejora la independencia energética de los productores, promoviendo la economía circular agroindustrial en países en desarrollo (Jaimes-Estévez et al., 2022). Teniendo en cuenta la naturaleza ácida de los residuos del beneficio húmedo del café representa una limitación operativa para su procesamiento mediante DA debido al riesgo de acumulación de metabolitos intermedios como los AGV. Por lo tanto, el propósito de esta investigación fue evaluar el riesgo de acidificación en el proceso de CoDA de los residuos de café -caracterizados por su rápida biodegradabilidad- en mezcla con estiércol bovino, para analizar la producción ácidos grasos volátiles durante la co-digestión anaeróbica de residuos de café (pulpa y aguas mieles) con estiércol bovino permite identificar el comportamiento de la carga orgánica en operación semicontinua. En consecuencia, en esta investigación se evaluó el riesgo de acidificación en la CoDA de P y AM en mezcla con EBF, empleando biodigestores tubulares a escala banco y bajo condiciones semicontinuas. Aunque los resultados evidenciaron limitaciones en el desempeño de los sistemas, el estudio constituye un aporte al campo científico al proporcionar conocimiento sobre los factores de inhibición de la tecnología de DA y una línea base para la difusión de conocimientos en granjas cafeteras en Colombia alineado con los principios de los Objetivos de Desarrollo Sostenible de la Agenda 2030.