La selección, de la flotación a la seleccionadora óptica

Dónde se practica

La selección no pertenece a ningún país. Enmarca todos los procesos, en todas partes, y existe de una forma u otra en cada beneficiadero y cada planta de trilla. Las fuentes que la cuantifican, en cambio, están concentradas.

La flotación en la recepción está documentada en Colombia por Cenicafé, en Chinchiná. Allí se evaluaron y cuantificaron cuatro dispositivos:

• el tanque sifón, una tina de la que el agua sale por un sifón;
• el canal semisumergido;
• un clasificador neumático, que separa por corriente de aire y no por agua;
• un separador hidráulico de tolva y tornillo sin fin.

Estos trabajos se escalonan de 1987 a 2009.

La clasificación por tamiz está documentada en Colombia, donde las cribas 12 a 17 sirven de base comercial, y en Etiopía, donde la norma nacional se refiere a la criba 14. La selección óptica y la lectura espectral son objeto de ensayos de laboratorio publicados en Colombia y en China entre 2011 y 2026.

Una palabra sobre la familia. La ficha se clasifica en lo posterior, porque la clasificación por tamaño, la mesa densimétrica y la selección óptica intervienen cuando el café ya está seco. Pero la primera etapa, la flotación, se hace en la recepción de las cerezas, antes del despulpado. La selección es, por lo tanto, una cadena que empieza antes del proceso y se cierra después de él.

El principio

La selección no juzga la calidad. Mide tres propiedades físicas, y solo tres: la densidad, el tamaño, el aspecto de la superficie. Cada etapa de la cadena actúa sobre una sola de estas propiedades y permanece ciega a las otras dos.

Primero la densidad. Una cereza madura y bien llena es más densa que el agua. El pequeño escarabajo que perfora el fruto se llama broca. Una cereza que ha vaciado contiene aire, y por eso flota. Flotan también la cereza secada en el árbol y aquella cuyo grano no se formó. El agua, a unos 1 000 kg por metro cúbico, sirve de umbral. Es un simple empuje de Arquímedes, no una prueba de madurez. Cenicafé lo dice sin rodeos: la clasificación por densidad no elimina los frutos inmaduros. Un fruto verde es denso y está lleno, se hunde.

Luego el tamaño. Un tamiz de agujeros redondos retiene lo que es más ancho que su abertura. Un número de tamiz equivale a un sesentaicuatroavo de pulgada: la criba 17 corresponde, pues, a 17/64 de pulgada. La clasificación por tamaño no dice nada de la calidad del grano. Produce homogeneidad, lo que cuenta en el tueste, donde un grano pequeño mezclado con otros grandes se quema antes que ellos.

Por último el aspecto. Una cámara ilumina el grano, mide la luz reflejada, y un chorro de aire expulsa lo que sale de un rango de color aceptado. El sensor puede trabajar en el visible o en el infrarrojo cercano, que alcanza enlaces químicos más que pigmentos. Lo que la superficie no delata, ninguna seleccionadora de color lo ve.

Estas tres propiedades están correlacionadas con los defectos, sin confundirse con ellos. La correspondencia es estadística, nunca exacta. Un análisis de componentes principales vincula los defectos sensoriales terrosos y fermentados con defectos físicos visibles, los granos picados por el escolítido, negros y avinagrados (brocado y vinagre). Pero un defecto alojado en la química del grano, sin marca de superficie ni diferencia de densidad, atraviesa las tres etapas.

El desarrollo

• Recepción y flotación. Las cerezas caen en un volumen de agua y los flotantes se retiran por desnatado. El tanque sifón se evaluó en Colombia, con una diferencia de nivel de 0,70 m y un tubo de 114 mm. Separa 88,9 % de los flotantes y 49,3 % de los objetos duros. Consume 4,7 L de agua por kilogramo de café pergamino seco. Su relación agua-frutos óptima es de 0,94 L/kg, para una capacidad máxima de 6,1 toneladas de frutos por hora.
• Variantes medidas de esta misma etapa. El canal semisumergido separa 100 % de los flotantes y de los objetos duros, pero consume 6,5 L/kg de café seco. Se probó un clasificador neumático con una columna de 0,8 m y una velocidad media de aire de 14,9 m/s. Separa 61,0 % de los flotantes y 100 % de los objetos duros, a 326,1 kg de cerezas por hora. El separador hidráulico de tolva y tornillo sin fin de Cenicafé separa en promedio 96,7 % de los flotantes. El mínimo observado es de 91 %, el máximo de 98,8 %. Retira además 88,2 % de los objetos duros en promedio, con un mínimo observado de 52,5 %. Regulado a 60 grados de elevación y 200 a 300 revoluciones por minuto, consume menos de 0,01 L de agua por kilogramo de cereza. Procesa hasta 1 000 kg de frutos por hora con menos de 80 L de agua.
• Lo que la flotación retira realmente. En los ensayos colombianos, los flotantes reúnen cuatro categorías. Los frutos atacados por la broca. Los frutos mal llenados durante su desarrollo. Los frutos secos. Los frutos afectados por la mancha de hierro o el mal rosado, dos enfermedades del cafeto. Los objetos duros buscados se definen físicamente: resistencia a la compresión superior a 50 MPa, dureza Mohs superior a 3, densidad superior a 2,5 g/cm3. Son ellos los que rompen las despulpadoras.
• Clasificación por tamaño del café despulpado, en la vía tradicional. Un tamiz circular de barras (la zaranda), de separación media 8,38 mm, separa los granos antes de la fermentación. Cenicafé describe lo que retira y lo que deja pasar. Retira muchos granos inmaduros, frutos secos y trozos de pulpa. Pero envía los granos grandes defectuosos junto con el buen café, y los granos pequeños inmaduros también. Un tamiz solo mide el tamaño.
• Clasificación por densidad durante el lavado. Canal de correteo, canal semisumergido o tanque sifón: el grano pesado se deposita, el grano ligero se va con el agua. Esta etapa tiene un costo medido: retira también café sano, que termina en el producto de segunda calidad y disminuye el rendimiento en primera calidad.
• Secado a 10 a 12 % de humedad, actividad de agua por debajo de 0,62. No es una selección, pero es la condición que vuelve útiles las selecciones siguientes. La actividad de agua mide el agua libre, la que un hongo puede aprovechar. Cenicafé da dos umbrales distintos. El crecimiento inicial del hongo arranca con una actividad de agua de 0,76, es decir, 14,2 % de humedad en el grano verde. La producción de ocratoxina A exige más, una actividad de agua mínima comprendida entre 0,83 y 0,87. Es al crecimiento del hongo, y no a la toxina, a lo que Cenicafé vincula el umbral de 13 % de humedad en base húmeda.
• Clasificación por tamaño del pergamino seco antes de la trilla. En el proceso ecológico evaluado por Cenicafé, un tamiz plano de abertura 4,4 mm precede a la trilla.
• Trilla y luego análisis granulométrico del grano verde, sobre placa perforada de agujeros redondos. En un lote colombiano seleccionado a mano, la criba 17 retiene 73,32 % del peso y la criba 16 retiene 16,96 %. Las cribas 15, 14 y 12 se reparten 6,83 %, 2,33 % y 0,50 %. En el mismo café sin seleccionar, la criba 17 baja a 67,32 %. El café retenido en la criba 17 corresponde al Supremo colombiano. En Etiopía, más de 85 % del lote debe superar la criba 14 para satisfacer la norma nacional.
• Mesa densimétrica. Una bandeja perforada, inclinada y vibrante, atravesada de abajo hacia arriba por un flujo de aire. El lecho de granos se fluidiza y se estratifica. Los granos densos tocan la lámina y suben la pendiente, empujados por la oscilación. Los granos ligeros sobrenadan en el colchón de aire y bajan de nuevo. Es el principio de un lecho fluidizado. En esta investigación no se encontró ningún ensayo publicado que mida su eficacia en el café: véase SOMBRA.
• Selección óptica. Los granos desfilan en caída libre o sobre banda, iluminados, observados por cámara y luego expulsados por un chorro de aire. Los desempeños publicados son desempeños de laboratorio, obtenidos con conjuntos de imágenes. Un modelo de detección alcanza 99,2 % de mAP@50 en siete categorías de defectos del referencial SCA, con una latencia de 2,0 ms por imagen. Otro clasifica tres grados y nueve subniveles de defecto, con 96,34 % en su propio conjunto de imágenes.
• Lectura espectral, que es otra cosa. El ensayo colombiano publicado en 2026 trabaja de 400 a 2 498 nm. Mide 110 g de café vertidos en una celda de reflexión. Clasifica, por lo tanto, un lote y no un grano. Las cuatro clases retoman los cuatro grupos de defectos sensoriales colombianos. Lo sobrefermentado. Lo áspero. Lo terroso. Lo contaminado. El acierto es de 93,5 % en café pergamino seco, con un kappa de 0,90. El kappa mide el acuerdo más allá de lo que daría el azar. En café verde, el acierto baja a 82,4 % y el kappa a 0,55. La matriz verde es más difícil de leer.
• Selección por fluorescencia. El principio consiste en iluminar el grano con ultravioleta y leer la luz que reemite. En maíz, un ensayo publicado muestra que una selección grano por grano según la fluorescencia amarillo-verde separa bien los granos según su contenido de aflatoxina. Ese ensayo no da una tasa de reducción cifrada. En el café no se encontró nada: véase SOMBRA.
• Selección manual final, y a veces selección después del tueste. Es la única etapa que ve el quaker, ese grano inmaduro que no se carameliza y se mantiene pálido una vez tostado.

Lo que da en taza

Lo que se mide se refiere a la calidad física del lote, no a la nota en taza. Hay que decirlo con claridad, porque el comercio suele dar ese salto.

En un lote colombiano, seleccionar la masa a mano antes del procesamiento por vía húmeda (beneficio) hace pasar la proporción de granos defectuosos, las pasillas, de 9,19 % a 5,41 %. Sobre la misma base, el peso de grano verde obtenido después de la trilla sube de 185,39 g a 194,08 g. La parte retenida en la criba 17 pasa de 67,32 % a 73,32 %. El promedio colombiano del grano sano se sitúa en 74 %. El factor de rendimiento nacional es de 94 kg de pergamino seco por 70 kg de excelso, el grado colombiano de exportación de criba 15 y más. El resto se reparte en 18,7 kg de cisco, la película del pergamino, y 5,3 kg de grano defectuoso.

El beneficio ecológico añade el desmucilaginado mecánico y la clasificación por densidad. En comparación con el beneficio tradicional, divide por dos la proporción de pasillas. Reduce los defectos del primer grupo en 82 % en el café de primera calidad, y en 84 % en el de segunda.

Sobre la taza misma, existen tres mediciones, y son indirectas.

• Los frutos inmaduros degradan la taza a partir de 2,5 % de la masa cosechada, umbral establecido por Cenicafé. Es ese umbral el que obliga a una recolección selectiva, y el que hace tan costosa la cosecha en mano de obra.
• Los quakers tienen un umbral contado. Siete granos quaker en una taza de 65 granos bastan para degradar el perfil sensorial de un café natural de especialidad. Los granos en cuestión son aquellos cuyo color después del tueste alcanza o supera 82,8 en la escala Agtron, donde un número alto designa un tueste claro. El ensayo se montó para poner a prueba la regla de la Specialty Coffee Association, que exige la ausencia total de quakers en un lote de especialidad.
• Los granos defectuosos, en particular los negros, se asocian con los descriptores acre y áspero. Estos dos términos están definidos por la norma colombiana NTC 2758. Lo acre es allí una sensación amarga, astringente y pesada. Lo áspero es una sensación táctil rasposa.

Lo que se reivindica sin prueba leída. El comercio paga más caro el calibre grande, y a veces presenta la criba como un indicio de calidad en taza. Un estudio etíope encuentra, en efecto, que el tamaño del grano contribuye a la variación de calidad, con un peso de 0,46 en el segundo eje de un análisis de componentes principales. Eso no aísla una relación de causa y efecto. Aquí no se leyó ningún ensayo a ciegas que compare el mismo lote clasificado en criba 17 y en criba 15. La clasificación por tamaño se justifica por la homogeneidad del tueste, que el mismo estudio recuerda en términos expresos. Es un argumento técnico, no una superioridad gustativa demostrada.

Lo que sale mal

El primer riesgo de la selección es la selección misma. Los dispositivos de clasificación por densidad del lavado retiran café sano junto con el café liviano. Ese café sano pasa a las pasillas, el producto de segunda calidad, y el rendimiento en primera calidad baja en la misma medida. Nadie mide este falso positivo a diario.

El segundo riesgo es el ángulo muerto de la flotación. Un fruto verde es denso: se hunde. La flotación no selecciona, por lo tanto, la madurez. Ahora bien, los frutos verdes pesan mucho en la masa cosechada. Una caracterización colombiana mide los frutos verdes por período de cosecha: 11,37 % al comienzo, 7,35 % a mitad de cosecha, 9,61 % al final. La norma de la Federación Nacional de Cafeteros fija el máximo en 2 %. Otra evaluación, en la cosecha principal, mide 27 % de frutos verdes y pintones (los frutos que están virando, entre verde y maduro). Los frutos secos se miden de 3,47 % a 6,40 %, para una norma de 2 %. Los frutos atacados por la broca van de 4,84 % a 6,93 %, para una norma de 5 %. La selección no corrige una cosecha no selectiva.

El tercer riesgo es lo que ninguna etapa ve.

• El defecto de la papa, que afecta al África oriental, no se lee ni en la balanza ni en el color. Se debe a unas metoxipirazinas, moléculas de olor a tierra y a legumbre cruda. La principal es la IPMP. Su concentración va de 1,6 a 529,9 ng/g en las muestras defectuosas, frente a 2,0 ng/g en promedio en un café sano. Es un marcador químico, medido en laboratorio, y no una señal que una máquina de selección pueda detectar: véase SOMBRA.
• Los defectos sensoriales se califican en la taza, no en el grano. La norma NTC 2758 define el stinker por un olor fuerte a materia orgánica putrefacta, nunca por una apariencia. Ningún umbral óptico corresponde, por lo tanto, a este defecto.
• Un daño interno sin marca de superficie pasa la seleccionadora de color por construcción, ya que una cámara en el visible solo lee la superficie.
• La ocratoxina A ya formada no se destruye con una selección, puesto que está dentro del grano. Una selección solo puede bajar el contenido del lote al apartar los granos afectados. Ese camino está cuantificado en otros granos, no en el café: véase SOMBRA.

El cuarto riesgo es el defecto fabricado aguas abajo del campo. La lista oficial colombiana proviene de la Resolución n.º 2 del Comité Nacional de Cafeteros, del 25 de abril de 2016, que clasifica los defectos del café verde en dos grupos. Los nombres dicen de dónde viene cada defecto.

• Mordido, cortado: grano dañado en el despulpado, que desarrolla manchas pardas o negras.
• Aplastado: grano aplanado y parcialmente fracturado por una presión indebida durante el secado o la trilla de un café aún húmedo.
• Cristalizado, sobresecado: grano gris claro y quebradizo, producido por temperaturas de secado demasiado altas.
• Flojo: grano gris oscuro y blando, secado incompleto.
• Cardenillo: manchas amarillo anaranjado de hongo, secado interrumpido o almacenamiento de café húmedo.
• Decolorado veteado: vetas blancas, debidas a una rehumidificación.
• Decolorado reposado: grano que ha virado al amarillo por un almacenamiento largo o mal manejado.
• Negro y vinagre: sobrefermentación, recolección de cerezas secas, lavado incorrecto.
• Ámbar o mantequillo: grano amarillo translúcido, nutrición deficiente en el campo.
• Averanado, arrugado: grano arrugado y liviano, sequía o nutrición deficiente.
• Picado por insectos: pequeños orificios dejados por la broca o por el gorgojo.
• Inmaduro: grano pequeño enteramente cubierto de su película plateada, cosechado antes de su formación completa.

El quinto riesgo es el exceso de confianza en la selección instrumental. En café pergamino, la clasificación espectral de los defectos sensoriales alcanza 93,5 %, con un kappa de 0,90. En café verde, baja a 82,4 % y el kappa a 0,55. El grano verde es una matriz más compleja, y el agua domina allí la señal hacia 1 900 nm. Sobre todo, esta medición se refiere a 110 g vertidos en una celda de reflexión. No se refiere a un grano expulsado al vuelo. No dice nada, por lo tanto, sobre lo que vale una máquina de selección en línea.

Por último, los objetos duros no retirados rompen las despulpadoras. Es un riesgo mecánico, pero termina en defecto: una despulpadora dañada muerde los granos.

Las referencias

• Flotación, tanque sifón88,9 % de los flotantes, 49,3 % de los objetos duros, 4,7 L de agua por kg de pergamino seco
• Flotación, separador de tornillo Cenicafé96,7 % de los flotantes en promedio, menos de 0,01 L de agua por kg de cereza
• Frutos verdes en la masa cosechada7,35 a 11,37 % medidos, norma de 2 %
• Clasificación por tamañoun número de tamiz equivale a 1/64 de pulgada, y la criba 17 define el Supremo colombiano
• Norma etíope de calibremás de 85 % del lote por encima de la criba 14
• Umbral de molestia de los quakers7 granos de 65 en la taza, a partir de Agtron 82,8
• Defecto de la papaIPMP de 1,6 a 529,9 ng/g frente a 2,0 ng/g en café sano, y nada visible
• Secado10 a 12 % de humedad y actividad de agua por debajo de 0,62, frente a 0,76 para el inicio de los mohos