Encontramos una forma de convertir la orina en fertilizante sólido: podría hacer que la agricultura sea más sostenible

Es probable que la mayoría de los alimentos que comerá hoy no se hayan cultivado de forma sostenible.

El sistema global de producción de alimentos es la mayor influencia humana en los ciclos naturales de nitrógeno y fósforo del planeta . La cantidad de cultivos que pueden crecer está limitada por la cantidad de estos dos elementos en el suelo, por lo que se aplican como fertilizantes.

Pero la mayoría de los fertilizantes se obtienen convirtiendo el nitrógeno del aire en amoníaco, que por sí solo consume el 2% de la energía mundial y depende en gran medida de los combustibles fósiles, o mediante la extracción de recursos finitos, como la roca fosfórica .

Una solución a este problema podría estar mucho más cerca de lo que la gente cree. La mayoría de los nutrientes que consumimos en los alimentos se eliminan por la orina, porque nuestro cuerpo ya tiene suficiente. Pero en lugar de ser recapturados, estos nutrientes se eliminan, diluyen y envían a plantas de tratamiento de aguas residuales donde se eliminan, dejando efluentes que pueden liberarse de manera segura al medio ambiente.

La parte más rica en nutrientes de las aguas residuales es la orina humana , que constituye menos del 1% del volumen total, pero contiene el 80% del nitrógeno y el 50% del fósforo. Descubrimos cómo reciclar esta orina en fertilizante valioso y sostenible para tierras de cultivo.

Un par de manos enguantadas sostienen un recipiente que contiene una muestra de orina.
La orina es sorprendentemente rica en los nutrientes necesarios para cultivar alimentos. Tati9 / Shutterstock

Cómo reciclar la orina

Puede capturar la orina con inodoros especiales que la separan de las heces después de la descarga. Pero debido a que la orina es principalmente agua, los agricultores tendrían que esparcir 15.000 kg de ella solo para fertilizar una hectárea de tierra. Si hubiera una forma de eliminar el agua y extraer solo los nutrientes, los agricultores solo necesitarían aplicar 400 kg para obtener el mismo efecto.

Evaporar el agua de la orina es sorprendentemente difícil, ya que la orina es una solución química compleja. Casi todo el valioso nitrógeno en la orina está en forma de urea, una sustancia química que se utiliza como fertilizante nitrogenado más comúnmente aplicado en el mundo .

Pero una enzima de acción rápida llamada ureasa está presente invariablemente dentro de las tuberías de aguas residuales y convierte la urea en amoníaco . Cuando se expone al aire, el amoníaco se evapora rápidamente, llevándose consigo el nitrógeno de la orina y emitiendo un olor muy penetrante; piense en el olor a orina rancia de los baños públicos.

Afortunadamente, hemos descubierto que aumentar el pH de la orina para hacerla alcalina asegura que la urea no se descomponga o termine oliendo muy mal. Usando esta técnica, hemos desarrollado un proceso que puede reducir el volumen de orina y transformarlo en un fertilizante sólido. A este proceso lo llamamos deshidratación alcalina de la orina .

Una placa de Petri llena de un polvo seco similar al suelo.

Parte del fertilizante producido al secar la orina humana. Prithvi Simha , autor proporcionado

La idea detrás de esto es bastante simple. La orina fresca se recolecta de urinarios o inodoros especialmente diseñados y se canaliza a un secador, donde un agente alcalinizante, como hidróxido de calcio o magnesio , eleva su pH. Cualquier agua en la orina ahora alcalina se evapora y solo quedan los nutrientes. Incluso podemos condensar el agua evaporada y reutilizarla para descargar inodoros o lavarnos las manos.

Una pee-conomy circular

Hacer esto es bastante fácil: simplemente llena un secador de orina con un agente alcalinizante, lo conecta a su inodoro, orina como de costumbre y la orina se convierte en fertilizante seco. Un diseño inteligente podría incluso hacer que la secadora quepa debajo del inodoro para que no ocupe mucho espacio en el baño. Si bien se necesitaría electricidad para evaporar el agua, la secadora podría combinarse con energía solar para eliminar su uso de energía de la red.

Estimamos que costaría solo US $ 5 (£ 4.20) suministrar a una familia promedio de cuatro personas el suministro de un año de agente alcalinizante. La salida del secador es un fertilizante sólido que contiene 10% de nitrógeno, 1% de fósforo y 4% de potasio, una combinación similar a los fertilizantes minerales mezclados .

Izquierda: un científico esparce fertilizante en el suelo.  Derecha: la misma zona con cultivos pequeños y verdes en crecimiento.

Las pruebas de campo en tierras agrícolas en las afueras de París revelaron que la orina seca funciona tan bien como fertilizantes sintéticos para cultivos. Tristan Martin , autor proporcionado

El primer inodoro con cisterna , inventado por Alexander Cummings en 1775, revolucionó el saneamiento. Secar la orina podría impulsar una segunda revolución en la forma en que gestionamos las aguas residuales. Si se implementa en todo el mundo, la orina reciclada podría reemplazar casi una cuarta parte de todos los fertilizantes nitrogenados sintéticos utilizados en la agricultura.

Pero eso requeriría una cadena de servicios capaz de suministrar a los hogares un agente alcalinizante, recolectar la orina seca y procesarla en fertilizante para que la utilicen los agricultores. Ya existe una cadena de servicios similar para el reciclaje de plásticos, metales, papel y vidrio; la orina seca podría ser simplemente otro componente.

Un mapa mundial resaltado para mostrar dónde la orina podría reemplazar el uso de fertilizantes sintéticos.

Los países con grandes poblaciones y bajas tasas de uso de fertilizantes son los más adecuados para reemplazar los fertilizantes sintéticos con orina. Prithvi Simha / Datawrapper y FAOSTAT , proporcionado por el autor

Las investigaciones sugieren que las personas están abiertas a la idea de reciclar la orina. Una encuesta de casi 3.800 personas en 16 países incluso reveló que las personas comprarían y comerían alimentos cultivados con orina humana . Con una tecnología como esta, la gente común tendría una forma segura y conveniente de hacer que la vida moderna sea más sostenible cada vez que van al baño.

https://theconversation.com/we-found-a-way-to-turn-urine-into-solid-fertiliser-it-could-make-farming-more-sustainable-148877

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