Encontramos una forma de convertir la orina en un fertilizante sólido; podría hacer a la agricultura más sostenible

Zlikovec/Shutterstock

Es muy probable que lo que comerás hoy no haya sido cultivado sosteniblemente.

A nivel mundial, el sistema de producción de alimentos es la mayor influencia humana sobre los ciclos naturales de nitrógeno y fósforo. El rendimiento de los cultivos está condicionado por la cantidad de ambos elementos en el suelo, por lo que son aplicados como fertilizantes. Sin embargo, la mayoría de los fertilizantes son producidos, ya sea capturando el nitrógeno del aire en forma de amoníaco (en un proceso que actualmente consume el 2% de la energía mundial y se basa en combustibles fósiles), o explotando yacimientos de recursos finitos, como la roca fosfórica.

No obstante, la solución a este problema podría estar mucho más cerca de lo que se pueda pensar. La mayor parte de los nutrientes que consumimos en nuestra alimentación pasa a nuestra orina porque nuestros cuerpos ya poseen suficientes cantidades. Pero, en vez de ser recapturados, tales nutrientes son descargados en el retrete, diluídos y enviados a plantas de tratamiento de aguas residuales, en las cuales son transformados/extraídos del agua con el objetivo de que el agua tratada pueda ser descargada en el medio ambiente de forma segura.

El componente más rico en nutrientes de las aguas residuales domésticas es la orina, pues constituye menos del 1% de su volumen pero aporta el 80% del nitrógeno y el 50% del fósforo. Nosotros descubrimos cómo reciclar la orina en forma de un fertilizante valioso y sostenible.

La orina es sorprendentemente rica en los nutrientes esenciales para cultivar alimentos. Tati9/Shutterstock

¿Cómo reciclar la orina?

La orina puede ser recolectada de forma separada de las heces mediante retretes especiales. Sin embargo, como la orina está compuesta principalmente por agua, los agricultores tendrían que aplicar 15.000 kg de orina para fertilizar una hectárea. Si el agua de la orina fuera extraída y sólo los nutrientes fueran retenidos en un residuo, los agricultores tendrían que aplicar solamente 400 kg de ese residuo para fertilizar una hectárea.

Evaporar el agua de la orina es muy difícil porque la orina es una solución química compleja. Casi todo el nitrógeno de la orina se encuentra en forma de úrea, un compuesto químico que es usado como fertilizante, siendo actualmente el fertilizante nitrogenado más aplicado a nivel mundial.

Sin embargo, una enzima llamada ureasa siempre se encuentra presente en las tuberías de agua residual y convierte rápidamente a la úrea en amoníaco. Cuando es expuesto al aire, el amoníaco se evapora rápidamente, llevando consigo al nitrógeno de la orina y produciendo un desagradable olor (aquel olor típico a orina de muchos baños públicos).

Aofrtunadamente, descubrimos que incrementando el pH de la orina, haciéndola alcalina, la úrea no es descompuesta ni se produce mal olor. Por medio de esta técnica, desarrollamos un proceso que puede reducir el volumen de la orina y transformarla en un fertilizante sólido. Nosotros llamamos a este proceso deshidratación alcalina de la orina.

Así se ve el fertilizante producido mediante la deshidratación de la orina. Foto: Prithvi Simha

La idea es bastante simple. La orina fresca es recolectada mediante orinales o retretes especialmente diseñados, y conducida a un secador donde un agente alcalinizante, como hidróxido de calcio o de magnesio, incrementa su pH. Toda el agua de la orina alcalinizada es evaporada, dejando los nutrientes como residuo. El agua evaporada puede incluso ser condensada y podría ser reusada para descarga de retretes o lavado de manos.

Hacia la economía circular de la orina

Lograr esto es bastante sencillo: llenas un secador de orina con un agente alcalinizante, lo instalas en tu retrete, orinas como siempre y la orina se convierte en fertilizante sólido. Con un dieño inteligente se podría incluso instalar el secador debajo del retrete, de forma que no ocupe demasiado espacio. Aunque se necesita electricidad para evaporar el agua, el secador podría combinarse con energía solar para eliminar/reducir el uso de energía eléctrica de la red.

Estimamos que el costo anual de proporcionar agente alcalinizante a una familia de 4 personas sería de 5 $US. El producto obtenido del secador sería un fertilizante sólido conteniendo 10% de nitrógeno, 1% de fósforo y 4% de potasio: una combinación similar a la de fertilizantes químicos comercialmente disponibles.

Pruebas de campo en las afueras de París. Se demostró que el fertilizante de orina deshidratada es tan efectivo como otros fertilizantes comercialmente disponibles. Foto: Tristan Martin

El primer retrete de arrastre hidráulico, inventado por Alexander Cummings en 1775, revolucionó el saneamiento. La deshidratación de orina podría iniciar una segunda revolución al cambiar la manera en que manejamos las aguas residuales. De implementarse a nivel mundial, la orina reciclada podría reemplazar aproximadamente la cuarta parte de todo los fertilizantes químicos nitrogenados utilizados en agricultura.

No obstante, ello requeriría una cadena de servicio capaz de proveer agente alcalinizante a las viviendas, recolectar la orina deshidratada y procesarla para obtener el fertilizante listo para que los agricultores lo usen. Una cadena de servicio similar ya existe para el reciclaje de plásticos, metales, papel y vidrio; la orina deshidratada podría ser simplemente otro componente de esa cadena.

En los países con poblaciones más grandes y bajas tasas de uso de fertilizantes, la orina deshidratada podría reemplazar a los fertilizantes químicos. Prithvi Simha, en base a Datawrapper y FAOSTAT.

Investigación reciente sugiere que la gente está abierta al concepto de reciclar orina. Una encuesta realizada a 3.800 personas en 16 países reveló que la gente incluso compraría y consumiría productos alimenticios fertilizados con orina humana. Con una tecnología como ésta, la gente tendría una manera segura y conveniente de hacer que la vida moderna sea más sostenible cada vez que vaya al baño.

Para más detalles, contacte a los autores de este post: Prithvi Simha (doctorante en ingeniería ambiental, Universidad Sueca de Ciencias Agrícolas), Björn Vinnerås (profesor de ingeniería ambiental, Universidad Sueca de Ciencias Agrícolas) y Jenna Senecal (investigadora en ingeniería ambiental, Universidad Sueca de Ciencias Agrícolas).

Este artículo ha sido publicado en su versión original en The Conversation bajo licencia Creative Commons. Puede leer el artículo original en inglés aquí.

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