LCA of coffee/Análisis del ciclo de vida del café

Este artículo presenta el análisis del ciclo de vida (ACV) del café (Figura 1). Se evalúan la energía total, las emisiones de carbono, el consumo de agua y los residuos generados durante el ciclo de vida de una taza (100 ml) de café. El resumen y los valores que se muestran a continuación se limitan a la forma más común de preparación del café, que se obtiene mediante filtro de goteo.

ACV es el acrónimo de análisis del ciclo de vida. Un análisis del ciclo de vida, o análisis de la cuna a la tumba, es un método sistemático que se utiliza para evaluar el ciclo de vida de un producto o servicio. La evaluación generalmente incluye, entre otros aspectos: una lista de todos los insumos y productos, un análisis energético de todos los materiales utilizados en la cadena de suministro y los impactos ambientales.

Antes de poder consumirse, el café debe cultivarse y tratarse. Una planta de café comienza con un grano. El grano del cafeto se planta en la tierra. Entre 4 y 8 semanas después aparece una plántula (Figura 2). La plántula se coloca en un lugar sombreado para que no se queme con la luz solar directa. Se cuida y se deja crecer durante los siguientes 9 a 18 meses, hasta que alcanza aproximadamente 60 cm. El pequeño cafeto se planta en el suelo. El árbol dará fruto en 3 años más, pero no alcanza la madurez hasta los 6 años. A los 6 años, el árbol está completamente maduro y produce su rendimiento óptimo. El cafeto producirá durante 20 a 25 años. ^{[ 1 ]}

El café se tuesta para realzar el sabor del grano de café verde. Al tostar el grano de café verde, se producen reacciones químicas que mejoran el sabor y, a la vez, desestabilizan el café. El café desestabilizado se mantiene fresco durante aproximadamente un mes. El grano de café verde es estable durante mucho más tiempo. Por lo tanto, el tueste se realiza justo antes de la venta al consumidor final. ^{[ 2 ]}

Coffee roasting starts with sorting the beans from the debris that is mixed in with the beans. After the coffee has been sorted it is weighed into batch size and placed within the roaster. The coffee is roasted anywhere from 3 to 30 minutes depending on the desired outcome (Figure 3). The temperature of the roaster ranges anywhere from 188 to 282 degrees Celsius. The length of time of roasting significantly impacts the flavor of the coffee. The less time the coffee is roasted the lighter the color of the bean at the end of roasting. The flavor of the lighter roast is characterized by the coffees original or raw flavor. The original flavor is reminiscent of the soil and climate the coffee was raised in. The longer the coffee is roasted the darker the color of the bean at the end of roasting. The darker roast coffee is shinier than the light roast because the heat extracts the oils from the inside of the bean. The flavor of the darker roast is characterized by the "roast" flavor. The roast flavor is so dominant that little of the original flavor is able to be tasted.

Coffee is grown all over the world and shipped to most of it. A large portion of coffee production costs and emissions come from its transportation. At the plant, coffee is trucked from the field and between processes. Leaving the plant, coffee is shipped mostly with boats and trucks. Figure 4 shows coffee berries being moved to the processing plant where they will be de-husked and dried.^[3]

In order to make a cup of coffee, the coffee beans must first be ground down to the proper consistency and then boiling hot water is run over them. The process is known as brewing. Brewing of coffee is done to extract the coffee flavor and caffeine from the roasted coffee beans. The coffee grounds should not be boiled with water because this process imparts a bad flavor to the cup of coffee.

There are three distinct methods of brewing coffee: steeped, boiled, and pressurized.

Steeped coffee is conventionally done in a french press. A french press is a cylindrical device made of glass that contains a metal plunger filter that fits tightly in the glass cylinder. Hot water and coffee are placed within the french press and allowed to brew for 5-10 minutes. The plunger is then pressed down separating the coffee grounds from the coffee solution. The steeping process makes a stronger cup of coffee because the coffee grounds remain in contact with the hot water longer. The longer the hot water stays in contact with the grounds, more of the flavor and coffee oils are extracted from the coffee grounds.

Hervir el café es la técnica de preparación más antigua que se conoce. Tradicionalmente, se hervía el café molido con agua en una olla. No se hervía durante mucho tiempo, ya que esto le daría un sabor amargo. El líquido se servía en una taza y se consumía. Generalmente, el líquido contenía algunos posos de café, pero la mayoría se depositaban en el fondo de la olla.

La preparación de café a presión generalmente tiene dos fuentes de presión: la presión de la gravedad y el agua a presión.

La preparación por gravedad, más conocida como café de goteo, es, con diferencia, el método más común en Estados Unidos. Se llena un filtro con café molido y se deja pasar agua caliente lentamente a través de él. La gravedad hace que el agua caliente fluya hacia abajo, filtrando el café molido. El líquido gotea del filtro, se recoge en un recipiente y se consume.

La preparación de café con agua a presión se conoce comúnmente como espresso (por ejemplo, Nespresso D290 ). Un dispositivo mecánico calienta y presuriza el agua, haciéndola pasar a través de café molido. El café preparado con este método utiliza más café molido por onza de café líquido que cualquier otro método.

Tras preparar una taza de café, los posos quedan y deben desecharse. Los tres métodos de eliminación más comunes son: residuos sólidos, aguas residuales y reciclaje.

Los posos de café que se tiran a la basura acaban siendo enviados a alguna planta regional de tratamiento de residuos sólidos o vertedero.

Los posos de café que se desechan por el desagüe son transportados por las aguas residuales a través de las tuberías de alcantarillado hasta la planta de tratamiento de aguas residuales. En dicha planta, los posos se separan y se tratan según los protocolos específicos de la misma.

Los posos de café reciclados suelen compostarse o utilizarse para mejorar la tierra de cultivo. El compostaje de los posos de café enriquece el contenido de nitrógeno del abono. Debido a su pequeño tamaño, se descomponen y compostan con relativa rapidez. Al utilizarlos como enmienda para la tierra, los posos liberan nitrógeno lentamente y acidifican el suelo.

Se presentan tres tablas que resumen el consumo de energía (Tabla 1), el consumo de agua (Tabla 2) y las emisiones de carbono del café (Tabla 3). Cabe destacar que el término "procesamiento" en las tablas incluye: manipulación y limpieza del café verde, tostado, molienda, envasado y acondicionamiento.

El consumo energético de cada proceso se presenta en la Tabla 1. La energía total utilizada por taza de café producida es de 1,94 megajulios (aproximadamente la energía cinética de dos autobuses escolares que circulan a 80 km/h). Alrededor del 60 % de esta energía se consume cerca del final del ciclo de vida del café, durante la preparación y el lavado de la taza (Tabla 1). Esta pérdida de eficiencia se debe a la pequeña escala de producción, pero también a la eficiencia relativa de las cafeteras (las grandes plantas cuentan con sistemas para recuperar energía, mientras que los productos de consumo no).

El agua se utiliza ampliamente en el cultivo, procesamiento y preparación del café. La Tabla 2 muestra los litros de agua utilizados por cada taza de café producida. Se asume que el procesamiento y la distribución no consumen agua al preparar café de filtro por goteo. El riego fue, con diferencia, el mayor consumidor de agua en el ciclo del café, utilizando 28 litros de agua por cada taza (100 ml) de café. Esto representa 280 veces más agua que los 100 ml que contiene la taza.

Las emisiones de carbono se basaron en una mezcla energética europea para el uso de electricidad, combustible para vehículos, procedimientos de procesamiento, etc. ^{[ 3 ]} La Tabla 3 muestra la emisión de cada parte del proceso con una emisión total de carbono de 114 gramos de dióxido de carbono equivalente por taza de café producida. Las cifras más notables son la preparación, el lavado y el cultivo; 44,03, 20,87 y 24,37 g de dióxido de carbono equivalente por 100 ml respectivamente. Las emisiones de carbono para la preparación y el lavado provienen de las centrales eléctricas que proporcionan la energía para calentar el agua. Las emisiones para el cultivo provienen principalmente de la maquinaria agrícola, como los tractores diésel.