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Técnica para recuperar el fósforo de la orina


El fósforo , número 15 en la tabla periódica, puede ser altamente tóxico e inflamable y se ha utilizado en la guerra como un dispositivo incendiario , pero también es esencial para la vida.


por Federico Volpin


Como dijo el famoso escritor científico Isaac Asimov en su libro de 1974, Asimov sobre Química : «La vida puede multiplicarse hasta que todo el fósforo se haya ido y luego haya una detención inexorable que nada puede evitar».

Eso es porque el fósforo es esencial para todos los organismos vivos. Forma la columna vertebral de nuestro ADN, así como la molécula adenosina trifosfato ( ATP ) que se encuentra en las células y captura la energía química de los alimentos que comemos.

Todavía tenemos que encontrar un solo ser vivo que no requiera fósforo para sobrevivir. Pero no tenemos un suministro interminable de fósforo, y ahí es donde entra mi investigación.

Crece la demanda de fósforo

La demanda de fósforo y nitrógeno aumentó drásticamente en el siglo XX, ya que se descubrió que desempeña un papel crucial en los fertilizantes utilizados para el cultivo.

En poco más de 50 años (entre 1961 y 2014) la producción de fertilizantes aumentó diez veces debido a la llamada revolución verde .

Esto permitió un aumento mundial en la producción agrícola, particularmente en el mundo en desarrollo, que se utilizó para alimentar a una población mundial cada vez mayor.

La alta demanda de nitrógeno se satisfizo acelerando un proceso que captura nitrógeno e hidrógeno del aire fresco y lo utiliza para sintetizar amoníaco (el principal fertilizante a base de nitrógeno). Como el aire en la atmósfera de la Tierra está hecho de 78% de nitrógeno , la producción de amoníaco sintético solo estuvo limitada por su costo.

Pero el fósforo generalmente se almacena en forma sólida o líquida , y la forma más económica de hacer frente a la alta demanda de fertilizantes fosforosos era extraerlo de las rocas de fosfato.

Las rocas de fosfato son un recurso limitado y no distribuido de manera equitativa. Los cinco principales poseedores de rocas de fosfato (Marruecos y Sahara Occidental, China, Argelia, Siria y Brasil) representan el 84% de las reservas mundiales. Australia posee solo el 1,6%.

Como las rocas de fosfato son un recurso finito y no renovable, la extracción continua está causando incertidumbres en nuestros suministros futuros .

Los pequeños suministros de fósforo

Una solución es buscar otros suministros de fósforo, y ahí es donde usted y yo podemos desempeñar un papel. Nuestra orina es una excelente fuente de materia prima para el fósforo.

Cada uno de nosotros excreta hasta medio kilogramo de fósforo por año, solo a través de nuestra orina. Esto hace que la orina sea la mayor fuente de fósforo de las zonas urbanas .

En el siglo XVII, el químico alemán Hennig Brandt eligió la orina para aislar el fósforo elemental. En su experimento, hirvió cientos de litros de orina en un jarabe espeso hasta que se destiló un aceite rojo.

Recogió el aceite y enfrió la orina. Después de desechar las sales formadas en el fondo de la mezcla, volvió a agregar el aceite rojo. Al volver a calentar la mezcla durante 16 horas, saldría un humo blanco, luego aceite y finalmente fósforo .

En realidad estaba buscando la legendaria Piedra Filosofal que supuestamente convertiría cualquier metal en oro. Podría haber fallado en eso, pero demostró lo fácil que era aislar el fósforo de la orina con herramientas poco sofisticadas.

Reduzca la reutilización reciclan

Los enfoques actuales para el reciclaje de fósforo de nuestros desechos son mucho más prácticos y económicos en comparación con el método de Brandt.

Cada vez más empresas buscan recuperar el fósforo de las aguas residuales , incluida la orina .

Nuevos fertilizantes derivados de la orina han ingresado al mercado y la carrera está en camino para encontrar la tecnología óptima para convertir la orina maloliente en un fertilizante comercial seguro y sin olor.

En Australia, investigadores de la Universidad Tecnológica de Sydney han desarrollado un proceso que utiliza la orina como materia prima para producir fertilizantes y agua dulce. Se utilizan microorganismos seleccionados para oxidar los compuestos (malolientes) en la orina cruda y convertir el amoníaco volátil en nitratos más estables.

Luego, la orina tratada se filtra a través de una membrana, que retiene los microorganismos permitiendo su reutilización, mientras que permite el paso del fósforo soluble y el nitrógeno. La orina tratada y filtrada se concentra para alcanzar una concentración de nutrientes similar a los fertilizantes comerciales.

En la actualidad, este fertilizante, llamado UrVal, abreviado como «Eres valioso», se está probando en el Royal Botanical Garden en el cultivo de perejil.

Claramente, estas nuevas innovaciones en la recuperación de nutrientes de los desechos nos permiten reducir la dependencia de un recurso finito (fósforo).

Pero también podrían permitirnos explorar la posibilidad de algún día producir alimentos fuera del planeta Tierra donde necesitamos fertilizantes. Es posible que las rocas de fosfato no estén disponibles en esos lugares, pero tendríamos mucha orina.


Proporcionado por The Conversation

Este artículo se vuelve a publicar de The Conversation bajo una licencia Creative Commons. Lee el artículo original .


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