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CHAMPAIGN, Illinois – La conexión futura entre los desechos humanos, la tecnología de saneamiento y la agricultura sostenible es cada vez más evidente. Según una investigación realizada por la Universidad de Illinois Urbana-Champaign Ingeniería civil y medioambiental profesor Jeremy Guest, los países podrían estar acercándose al uso de desechos humanos como fertilizante, cerrando el ciclo para economías más circulares y sostenibles.

Un nuevo estudio caracteriza la distribución espacial de nutrientes derivados de la orina humana (nitrógeno, fósforo y potasio) y la demanda de fertilizantes agrícolas para definir tipologías de ubicación de oferta y demanda, su prevalencia mundial e implicaciones para la recuperación de recursos. Los resultados fueron publicados en la revista Environmental Science and Technology.

«La cantidad total de nitrógeno, fósforo y potasio permanece en gran parte constante en nuestros cuerpos una vez que dejamos de crecer», dijo Guest, quien también se desempeña como director asociado de investigación en el Instituto de Sostenibilidad, Energía y Medio Ambiente en la U. de I. “Todo lo que entra por la comida y la bebida debe salir por la orina, las heces y el sudor. Sabiendo esto, podemos estimar la cantidad de cada uno de estos nutrientes en los desechos corporales de una población si conocemos su dieta. «

Estudios anteriores de Guest y otros han evaluado el potencial de recuperación de nutrientes de los desechos humanos en todo el mundo e identificado lugares con un excedente de nutrientes derivados de los desechos humanos en relación con la demanda local de fertilizantes agrícolas.

“El nuevo estudio es el primero en describir las relaciones entre la oferta y la demanda de nutrientes derivados de los desechos humanos utilizando una única ecuación matemática”, dijo Guest. “La calidad de la infraestructura de saneamiento varía ampliamente en todo el mundo, al igual que la dieta de las personas y la disponibilidad de tierras aptas para la agricultura. Tener los medios para caracterizar cuantitativamente y comparar el potencial de recuperación de nutrientes de un sitio puede ser de gran ayuda para informar a los tomadores de decisiones con respecto a las futuras políticas de saneamiento y agricultura. «

El equipo realizó amplios análisis numéricos y geográficos de datos alimentarios, poblacionales, sanitarios y agrícolas de 107 países para realizar esta caracterización cuantitativa a escala mundial. La investigación reveló tres tipologías distintas de oferta-demanda: países con una oferta-demanda coubicada; países con demanda-oferta desplazada; y países con diferente proximidad de oferta y demanda.

Estados Unidos y Australia, por ejemplo, caen en la tipología de oferta y demanda desplazada. Tienen agricultura intensiva en áreas alejadas de las grandes ciudades, por lo que el suministro de nutrientes derivados de los desechos humanos está lejos de donde se necesita, dijo Guest. Incluso con una infraestructura de saneamiento avanzada, esto significa que los nutrientes tendrían que transportarse a grandes distancias, ya sea como fluidos pesados ​​o convertidos en productos cristalinos concentrados. En términos económicos, dijo Guest, tendría sentido trabajar con un producto concentrado para implementar un fertilizante derivado de desechos humanos en estos países.

El estudio informa que en países con tipologías de oferta y demanda coubicadas, como India, Nigeria y Uganda, las poblaciones humanas están más cerca de las áreas agrícolas, lo que hace posible la reutilización local. Sin embargo, en muchas comunidades de oferta y demanda que comparten el mismo edificio, existe la necesidad de mejorar la infraestructura de saneamiento. El invitado dijo que implementar un programa de fertilizantes derivados de desechos humanos podría ser muy beneficioso para el saneamiento y la agricultura en estos lugares.

Países como Brasil, México, China y Rusia exhiben un continuo de coubicación para cambiar la oferta y la demanda de nutrientes. El estudio informa que los formuladores de políticas deberían abordar el uso de nutrientes derivados de los desechos humanos con estrategias más regionalizadas y una variedad de enfoques locales de reutilización y transporte. “Los países de ingresos más altos de este grupo pueden tener la infraestructura y el apoyo económico para varias tecnologías, pero aquellos con recursos financieros limitados requerirían priorizar la tecnología de recuperación de recursos en algunas áreas”, dijo Guest.

El equipo se sorprendió al descubrir que las tipologías coincidían estrechamente con las Índice de desarrollo humano de las Naciones Unidas.

“Los países con puntajes de IDH más altos como EE. UU., Europa Occidental y Australia tienden a caer en la tipología de oferta y demanda desplazada y los países con puntajes de IDH más bajos tienden a encajar en la tipología de oferta y demanda de ubicación conjunta. Por supuesto, hay excepciones, pero no esperábamos encontrar una correlación tan fuerte ”, dijo Guest.

El equipo espera que esta investigación ayude a aclarar las características económicas, sanitarias y agrícolas más destacadas de los países de todo el mundo, de modo que los tomadores de decisiones puedan priorizar inversiones, políticas y tecnologías que promuevan objetivos para una economía circular y la provisión de saneamiento para todos, dijo Guest. .

Desarae Echevarria, una ex estudiante de posgrado en ingeniería civil y ambiental de Illinois, es la autora principal del estudio.

La Beca Universitaria de Graduados Urbana-Champaign de la Universidad de Illinois, la Beca SURGE de la Facultad de Ingeniería Grainger y la Beca de Graduados Distinguidos de Ingeniería Civil y Ambiental apoyaron este estudio.