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Revista Agro.
ISSN 2215-6992
Vol.4. Número Especial,1-8. Enero – Diciembre, 2026
Robin Zuluaga, Catalina Gómez Hoyos, Jorge Velásquez Cock, Lina
Vélez Acosta, Isabela Palacio Valencia, Javier Augusto Rodríguez
Torres, Piedad Gañán Rojo.
Valorización morfológica y caracterización química de la borra de
café para usos potenciales
Valorización morfológica y caracterización química de
la borra de café para usos potenciales
Morphological valorization and chemical characterization of
spent coffee grounds for potential uses
Valorização morfológica e caracterização química da borra de
café para usos potenciais
Robin Zuluaga
Facultad de Ingeniería Agronómica, Universidad del Tolima,
Ibagué, Colombia
ROR: https://ror.org/011bqgx84
Contacto: rozuluagag@ut.edu.co
ORCID: 0000-0002-7039-0038
Catalina Gómez Hoyos
Facultad de Ingeniería Agroindustrial, Universidad Pontificia
Bolivariana, Medellín, Colombia
ROR: https://ror.org/02dxm8k93
Contacto: catalina.gomezh@upb.edu.co
ORCID: 0000-0003-3308-3722
Jorge Velásquez-Cock
Facultad de Ingeniería Agroindustrial, Universidad Pontificia
Bolivariana, Medellín, Colombia
ROR: https://ror.org/02dxm8k93
Contacto: jorgeandres.velasquez@upb.edu.co
ORCID: 0000-0001-5698-0640
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Robin Zuluaga, Catalina Gómez Hoyos, Jorge Velásquez Cock, Lina
Vélez Acosta, Isabela Palacio Valencia, Javier Augusto Rodríguez
Torres, Piedad Gañán Rojo.
Valorización morfológica y caracterización química de la borra de
café para usos potenciales
Lina Vélez-Acosta
Facultad de Ingeniería Agroindustrial, Universidad Pontificia
Bolivariana, Medellín, Colombia
ROR: https://ror.org/02dxm8k93
Contacto: lina.velez@upb.edu.co
ORCID: 0000-0002-7774-7378
Isabela Palacio Valencia
Facultad de Ingeniería Agroindustrial, Universidad Pontificia
Bolivariana, Medellín, Colombia
ROR: https://ror.org/02dxm8k93
Contacto: isabela.palaciov@upb.edu.co
ORCID: 0009-0005-3388-4062
Javier Augusto Rodríguez Torres
Facultad de Ingeniería Agroindustrial, Universidad Pontificia
Bolivariana, Medellín, Colombia
ROR: https://ror.org/02dxm8k93
Contacto: javier.rodriguezt@upb.edu.co
ORCID: 0009-0007-4160-6876
Piedad Gañán Rojo
Facultad de Ingeniería Química, Universidad Pontificia Bolivariana,
Medellín, Colombia
ROR: https://ror.org/02dxm8k93
Contacto: piedad.ganan@upb.edu.co
ORCID: 0000-0003-2596-2591
Recibido 11-02-2026
Revisado 13-02-2026
Aceptado 16-02-2026
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Valorización morfológica y caracterización química de la borra de
café para usos potenciales
Resumen
Este estudio evalúa el potencial de valorización de la borra de café (SCG)
mediante una caracterización morfológica, química, estructural, térmica y
mineral. Los resultados revelan una biomasa predominantemente
lignocelulósica de naturaleza amorfa, con concentraciones minerales seguras
según los límites de ingesta diaria. Estos hallazgos demuestran la viabilidad de
los SCG como materia prima de alto valor para el desarrollo de materiales
compuestos y enmiendas orgánicas, promoviendo modelos de economía
circular en la agroindustria cafetera.
Palabras clave: borra de café; análisis morfológico; composición química; usos
potenciales; café
Abstract
This study evaluates the valorization potential of spent coffee grounds (SCG)
through morphological, chemical, structural, thermal, and mineral
characterization. The results reveal a predominantly lignocellulosic biomass of
an amorphous nature, with mineral concentrations within safe limits according
to recommended daily intake guidelines. These findings demonstrate the
feasibility of SCG as a high-value raw material for the development of
composite materials and organic soil amendments, promoting circular
economy models within the coffee agro-industry.
Keywords: spent coffee ground; potential uses; morphological analysis;
chemical composition; coffee
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Vol.4. Número Especial,1-8. Enero – Diciembre, 2026
Robin Zuluaga, Catalina Gómez Hoyos, Jorge Velásquez Cock, Lina
Vélez Acosta, Isabela Palacio Valencia, Javier Augusto Rodríguez
Torres, Piedad Gañán Rojo.
Valorización morfológica y caracterización química de la borra de
café para usos potenciales
Resumo
Este estudo avalia o potencial de valorização da borra de café (SCG) por meio
de uma caracterização morfológica, química, estrutural, térmica e mineral. Os
resultados revelam uma biomassa predominantemente lignocelulósica de
natureza amorfa, com concentrações minerais seguras de acordo com os
limites de ingestão diária. Esses achados demonstram a viabilidade dos SCG
como matéria-prima de alto valor para o desenvolvimento de materiais
compósitos e emendas orgânicas, promovendo modelos de economia circular
na agroindústria cafeeira.
Palavras-chave
borra de café; análise morfológica; composição química; usos potenciais; café
Introducción
La borra de café (SCG) es uno de los subproductos más masivos de la industria
global, con una generación estimada de 6,5 millones de toneladas para el ciclo
2022–2023 (Huang et al., 2024). Debido a su alta carga orgánica y los retos
en su disposición final, este material se ha consolidado como un recurso clave
para la economía circular. Investigaciones previas destacan su potencial en la
obtención de precursores de biodiésel, antioxidantes fenólicos y polisacáridos
funcionales (Ballesteros et al., 2015), además de su efectividad como
enmienda para suelos (Cervera-Mata et al., 2019) como refuerzo para
biocompuestos utilizando matrices poliméricas biodegradables como polilactida
(PLA) (Wu, 2015); y como material para biocompuestos adecuados para
aplicaciones de ingeniería civil (Nguyen & Nguyen, 2021). Bajo esta premisa,
el presente estudio tiene como objetivo caracterizar los SCG recolectados en
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Robin Zuluaga, Catalina Gómez Hoyos, Jorge Velásquez Cock, Lina
Vélez Acosta, Isabela Palacio Valencia, Javier Augusto Rodríguez
Torres, Piedad Gañán Rojo.
Valorización morfológica y caracterización química de la borra de
café para usos potenciales
la Universidad Pontificia Bolivariana (UPB) para evaluar su aplicabilidad en
procesos agroindustriales sostenibles.
Marco teórico
El aprovechamiento de subproductos cafeteros es clave para minimizar la
huella ecológica y fortalecer la bioeconomía. Los SCG, obtenidos mediante la
extracción acuosa del grano, se distinguen por ser una matriz lignocelulósica
densa en biopolímeros y metabolitos secundarios. En su fracción orgánica
sobresalen compuestos fenólicos, diversas familias de polisacáridos
(Ballesteros et al., 2015) y una fracción lipídica significativa, complementados
por un perfil mineral de oligoelementos como hierro, manganeso y zinc
(Cervera-Mata et al., 2019). Por lo tanto, el uso de protocolos de
caracterización fisicoquímica resulta indispensable para validar su inserción en
cadenas de suministro sostenibles, orientadas a la síntesis de vectores
energéticos, matrices poliméricas y bioestimulantes agrícolas (Jiménez-
Zamora et al., 2015).
Materiales y métodos
Esta investigación caracterizó los SCG recolectados en la cafetería "Laboratorio
del Café" de la UPB (Medellín-Colombia). Las muestras se secaron a 105 °C
por 3 h y se tamizaron a malla 400 (37 µm). La morfología se analizó por
FESEM y la composición química (FDN, FDA y lignina total) mediante el método
de Van Soest, incluyendo cenizas (ASTM D1102-84). La estructura y estabilidad
se evaluaron vía ATR-FTIR, TGA y DRX (corrección Yao et al., 2020).
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Valorización morfológica y caracterización química de la borra de
café para usos potenciales
Finalmente, el perfil mineral se determinó por ICP-AES y AAS, calculando la
ingesta diaria estimada (IDE).
Resultados
El análisis FESEM (Figura 1) reveló partículas irregulares con microporos y
depósitos lipídicos, morfología que favorece la retención de humedad y el
anclaje en materiales compuestos. La naturaleza polimérica fue ratificada por
ATR-FTIR (Figura 2) mediante bandas de celulosa, hemicelulosa y lignina
propias de la pared celular vegetal.
Térmicamente (Figura 3), el perfil TG/DTG evidenció tres etapas: desorción de
volátiles (<150 °C), degradación lignocelulósica (200-450 °C) y pirólisis de
lípidos con formación de residuo carbonoso. Esta estructura es
predominantemente amorfa, según el patrón de DRX (Figura 4), debido a la
alta proporción de hemicelulosa y lignina. Finalmente, el contenido de cenizas
(6,83 %) y el análisis mineral (ICP-AES/AAS) confirmaron concentraciones
seguras, validando el uso de los SCG en la industria alimentaria o como
enmienda orgánica.
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Valorización morfológica y caracterización química de la borra de
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Discusión de los Resultados
Los hallazgos confirman que los SCG son una biomasa lignocelulósica con alto
potencial de valorización. Su morfología microfina (FESEM) y matriz compleja
de polisacáridos y lípidos guardan coherencia con las transformaciones
térmicas del tostado (Oosterveld et al., 2003). La presencia de componentes
típicos de la pared celular y biocompuestos remanentes, ratificada por la
cuantificación de fibras y perfiles ATR-FTIR, se alinea con investigaciones
previas (Ballesteros et al., 2014). Aunque su estabilidad térmica hasta 200 °C
y naturaleza amorfa (TGA/DRX) favorecen su uso en bioprocesos, su baja
cristalinidad limita su desempeño como refuerzo estructural frente a fibras más
cristalinas (Bledzki, 1999). Asimismo, su perfil mineral (ICP-AES/AAS) sugiere
aplicaciones en enmiendas de suelos, aunque la presencia de inhibidores como
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café para usos potenciales
cafeína y polifenoles plantea la necesidad de pretratamientos (McNutt & He,
2019).
Conclusiones
La caracterización de los SCG ratifica su valor como biomasa lignocelulósica,
transformando un residuo voluminoso en materia prima estratégica. Su
morfología porosa y riqueza en polisacáridos y lípidos sustentan su viabilidad
en múltiples sectores.
El perfil mineral sugiere aplicaciones funcionales seguras en el sector
alimentario, mientras que su estabilidad térmica y naturaleza amorfa facilitan
la síntesis de materiales sostenibles y bioprocesos. Este estudio fundamenta
el aprovechamiento de los SCG bajo principios de economía circular, mitigando
el impacto ambiental mediante nuevas rutas agroindustriales.
Declaración de los autores
Durante la preparación de este trabajo, los autores utilizaron el modelo de
lenguaje Gemini 1.5 Flash (operado bajo la interfaz de Gemini 3) con el fin de
realizar la corrección de estilo, mejora de la gramática y optimización de la
fluidez del texto. Tras el uso de esta herramienta, los autores revisaron y
editaron el contenido de manera exhaustiva, asumiendo la responsabilidad
total de la precisión técnica y la integridad de los resultados presentados.
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Valorización morfológica y caracterización química de la borra de
café para usos potenciales
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