È probabile che la maggior parte del cibo che mangerete oggi non sia stato coltivato in modo sostenibile.
La quantità di colture che possono crescere è limitata dalla quantità di due elementi nel suolo, azoto e fosforo, che vengono applicati come fertilizzanti. Per far rendere al massimo le monocolture, necessarie inoltre per sfamare gli animali negli allevamenti, si utilizzano enormi quantità di fertilizzanti che contengono alti livelli di azoto.
La maggior parte dei fertilizzanti sono prodotti o convertendo l’azoto presente nell’aria in ammoniaca, che da sola consuma il 2% dell’energia mondiale, derivante da combustibili fossili, o estraendo risorse finite, come la roccia fosfatica.
Una soluzione a questo problema potrebbe essere molto più vicina di quanto si pensi. La maggior parte delle sostanze nutritive che consumiamo nel cibo passa nelle nostre urine, perché il nostro corpo ne ha già abbastanza. Ma invece di essere riutilizzati, questi nutrienti vengono sciacquati, diluiti e inviati agli impianti di trattamento delle acque reflue dove vengono eliminati, e rilasciati nell’ambiente.
La parte più ricca di nutrienti delle acque reflue è l’urina umana, che costituisce meno dell’1% del volume totale ma contiene l’80% dell’azoto e il 50% del fosforo.
Con il nostro team abbiamo scoperto come riciclare questa urina in un prezioso – e sostenibile – fertilizzante per terreni agricoli.
Attualmente si può catturare l’urina con servizi igienici speciali che la separano dalle feci dopo lo scarico. Ma poiché l’urina è principalmente acqua, gli agricoltori dovrebbero spargerne 15.000 kg solo per fertilizzare un ettaro di terreno. Se ci fosse un modo per rimuovere l’acqua ed estrarre solo i nutrienti, gli agricoltori dovrebbero applicarne solo 400 kg per lo stesso effetto.
L’evaporazione dell’acqua dall’urina è sorprendentemente difficile, poiché l’urina è una soluzione chimica complessa. Quasi tutto il prezioso azoto nelle urine è sotto forma di urea, una sostanza chimica utilizzata come fertilizzante azotato più comunemente applicato al mondo.
Ma un enzima ad azione rapida chiamato ureasi è presente all’interno dei tubi delle acque reflue e converte l’urea in ammoniaca. Quando esposta all’aria, l’ammoniaca evapora rapidamente, portando con sé l’azoto dell’urina ed emanando un odore molto pungente (si pensi all’odore stantio di urina dei bagni pubblici).
Fortunatamente, abbiamo scoperto che aumentare il pH dell’urina per renderla alcalina garantisce che l’urea non si decomponga o finisca per avere un cattivo odore. Utilizzando questa tecnica, con il nostro team abbiamo sviluppato un processo che può ridurre il volume di urina e trasformarlo in un fertilizzante solido.
Chiamiamo questo processo disidratazione urinaria alcalina.
L’idea alla base è piuttosto semplice. L’urina viene raccolta da orinatoi o servizi igienici appositamente progettati e convogliata in un essiccatore, dove un agente alcalinizzante, come l’idrossido di calcio o magnesio , aumenta il suo pH. L’acqua presente nell’urina ora alcalina viene evaporata e vengono lasciati solo i nutrienti. Possiamo anche condensare l’acqua evaporata e riutilizzarla per lo sciacquone o il lavaggio delle mani.
Farlo è abbastanza semplice: basta riempire un essiccatore di urina con un agente alcalinizzante, collegarlo al bagno, fare pipì come al solito e l’urina viene trasformata in fertilizzante essiccato. Un design intelligente potrebbe persino far sì che l’essiccatore si trovi sotto la toilette in modo da non occupare molto spazio nel bagno , e l’essiccatore potrebbe essere ad energia solare.
Stimiamo che costerebbe solo 5 dollari per fornire a una famiglia media di 4 persone la fornitura di un anno di agente alcalinizzante. L’output dell’essiccatore è un fertilizzante solido contenente il 10% di azoto, l’1% di fosforo e il 4% di potassio, una combinazione simile ai fertilizzanti minerali miscelati.
Le prove sul campo su terreni agricoli fuori Parigi hanno rivelato che l’urina essiccata funziona così come i fertilizzanti sintetici delle colture
Il primo WC con sciacquone, inventato da Alexander Cummings nel 1775, ha rivoluzionato l’igiene. L’essiccazione dell’urina potrebbe dare il via a una seconda rivoluzione nel modo in cui gestiamo le acque reflue. Se implementata in tutto il mondo, l’urina riciclata potrebbe sostituire quasi un quarto di tutto il fertilizzante azotato sintetico utilizzato in agricoltura.
I paesi con grandi popolazioni e bassi tassi di utilizzo di fertilizzanti sono i più adatti per sostituire i fertilizzanti sintetici con l’urina.
Una catena di servizi simile esiste già per il riciclaggio di plastica, metalli, carta e vetro: l’urina essiccata potrebbe semplicemente essere un altro componente.
La ricerca suggerisce che le persone sono aperte all’idea di riciclare l’urina. Un sondaggio condotto su quasi 3.800 persone in 16 paesi ha persino rivelato che le persone comprerebbero e mangerebbero cibo coltivato utilizzando l’urina umana. Con una tecnologia come questa, le persone comuni avrebbero un modo sicuro e conveniente per rendere la vita moderna più sostenibile ogni volta che vanno in bagno.
Ricerca di Prithvi Simha, Björn Vinnerås e Jenna Senecal pubblicata su Science Direct e su The Conversation con una licenza Creative Commons.
