În Gotland, cea mai mare insulă din Suedia, apa dulce este rară. În același timp, rezidenții se luptă cu cantități periculoase de poluare din agricultură și din sistemele de canalizare care provoacă înmulțirea algelor dăunătoare în Marea Baltică din jur, scrie Nature.com

Începând din 2021, o echipă de cercetători a început să colaboreze cu o companie locală care închiriază toalete portabile. Scopul este de a colecta peste 70.000 de litri de urină pe parcursul a 3 ani de la urinalele fără apă și toaletele specializate din mai multe locații în timpul sezonului turistic estival. Aceștia usucă urina în bucăți asemănătoare betonului, pe care le transformă în pulbere prin ciocănire și le presează în granule de îngrășământ care încap în echipamente agricole standard. Un fermier local folosește îngrășământul pentru a cultiva orz care va merge la o fabrică de bere pentru a face bere.

Cercetătorii își propun să ducă reutilizarea urinei „dincolo de concept și să o pună în practică” pe scară largă, spune Prithvi Simha, inginer de procese chimice la SLU și director tehnologic al Sanitation360. Scopul este de a oferi un model pe care regiunile din întreaga lume l-ar putea urma.

Proiectul din Gotland face parte dintr-un val de eforturi similare la nivel mondial de a separa urina de restul apelor uzate și de a o recicla în produse precum îngrășăminte. Această practică, cunoscută sub numele de deviere a urinei, este studiată de grupuri de cercetători din Statele Unite, Australia, Elveția, Etiopia și Africa de Sud, printre altele.

Oamenii de știință spun că devierea urinei ar avea beneficii uriașe pentru mediu și sănătate publică dacă ar fi implementată pe scară largă în întreaga lume. Acest lucru se datorează în parte faptului că urina este bogată în nutrienți care, în loc să polueze corpurile de apă, ar putea fi folosiți pentru fertilizarea culturilor sau pentru a alimenta procesele industriale. Potrivit estimărilor lui Simha, oamenii produc suficientă urină pentru a înlocui aproximativ un sfert din îngrășămintele actuale de azot și fosfor din întreaga lume; aceasta conține, de asemenea, potasiu și mulți micronutrienți. În plus, reciclarea urinei ar putea economisi cantități mari de apă și ar reduce o parte din presiunea asupra sistemelor de canalizare îmbătrânite și supraîncărcate.

Cercetătorii și companiile trebuie să rezolve o serie de probleme, de la îmbunătățirea designului toaletelor de deviere a urinei până la facilitarea tratării urinei și transformarea ei în produse valoroase. Acest lucru ar putea implica sisteme de tratare chimică conectate la toalete individuale sau dispozitive de subsol care deservesc clădiri întregi, cu servicii de colectare și întreținere pentru produsul concentrat sau solidificat rezultat.

Devierea și reutilizarea urinei este tipul de „reimaginare drastică a modului în care facem salubritate umană” care va deveni din ce în ce mai crucială pe măsură ce societățile se luptă cu lipsa de energie, apă și materii prime pentru agricultură și industrie, este de părere biologul Lynn Broaddus, consultant în domeniul sustenabilității din Minneapolis, Minnesota. "Adevărul este că este un material valoros”.

Urina obișnuia să fie o marfă valoroasă. În trecut, unele societăți o foloseau pentru fertilizarea culturilor, tăbăcirea pieilor, spălarea hainelor și producerea de praf de pușcă. Apoi, la sfârșitul secolului al XIX-lea și începutul secolului al XX-lea, modelul modern de gestionare centralizată a apelor uzate a apărut în Anglia și s-a răspândit în întreaga lume.

În cadrul acestui model, toaletele cu spălător folosesc apa pentru a trimite rapid urina, fecalele și hârtia igienică în canalizare, unde se amestecă cu alte lichide provenite din gospodării, din surse industriale și, uneori, din scurgerile pluviale. În stațiile de epurare centralizate, un proces energointensiv folosește microbi pentru a curăța apele uzate.

În funcție de reglementările locale și de starea unei stații de epurare, apele uzate evacuate în urma procesului pot conține în continuare o cantitate mare de azot și alți nutrienți, precum și alți contaminanți.

Potrivit unui studiu care a modelat sistemele de gestionare a apelor uzate din trei state americane și a comparat sistemele convenționale de gestionare a apelor uzate cu cele ipotetice care deviază urina și utilizează nutrienții recuperați pentru a înlocui îngrășămintele sintetice, în funcție de tehnologiile utilizate, comunitățile care au recurs la devierea urinei ar putea reduce emisiile totale de gaze cu efect de seră cu până la 47%, consumul de energie cu până la 41%, consumul de apă dulce cu aproximativ jumătate și poluarea cu nutrienți din apele uzate cu până la 64%.

Cu toate acestea, conceptul a rămas totuși de nișă, limitat în principal la locații fără rețea, cum ar fi satele ecologice din nordul Europei, la căminele rurale și la proiecte de dezvoltare în medii cu venituri mici. Separarea urinei este doar primul pas în transformarea sistemului sanitar. Următorul pas este să aflăm ce să facem cu ea. În zonele rurale, oamenii ar putea să o depoziteze în rezervoare pentru a ucide agenții patogeni și apoi să o aplice pe câmpuri.

Dar mediile urbane sunt mai dificile - și acolo se produce cea mai mare parte a urinei. Nu este practic să se adauge un set separat de conducte de canalizare în tot orașul pentru a muta urina într-o locație centrală. Și pentru că urina este compusă în proporție de aproximativ 95% din apă, este prea scumpă pentru a fi depozitată și transportată. Prin urmare, cercetătorii se concentrează pe uscarea, concentrarea sau extragerea în alt mod a nutrienților din urină la nivelul toaletei sau al clădirii, lăsând în urmă apa.

În afară de apă, cea mai mare parte este reprezentată de uree, un compus bogat în azot pe care organismul îl produce ca produs secundar al metabolizării proteinelor. Ureea în sine este utilă: o versiune sintetică este un îngrășământ azotat obișnuit. Dar este, de asemenea, problematică: atunci când este combinată cu apă, ureea se transformă în gaz amoniac, care contribuie la conferirea mirosului caracteristic al urinei. Dacă nu este reținut, amoniacul poluează aerul și scapă azotul valoros.

Echipa care realizează proiectul de pe insula Gotland, condusă de inginerul de mediu Björn Vinnerås, a descoperit cum să usuce urina într-o uree solidă amestecată cu ceilalți nutrienți. Echipa își evaluează cel mai recent prototip, o toaletă autonomă care include un uscător încorporat, la sediul central al serviciului public suedez de apă și apă uzată VA SYD din Malmö.

Având în vedere progresele înregistrate, producția în masă și automatizarea tehnologiilor de deviere a urinei ar putea fi pe aproape. Iar acest lucru ar îmbunătăți accelera adoptarea noilor metode de gestionare a deșeurilor umane.