Um novo estudo concluiu que é possível concentrar urina humana e transformá-la num líquido rico em fertilizante usando um sistema de filtração de baixo consumo de energia, capaz de continuar a funcionar ao longo de ciclos repetidos.
O trabalho transforma um resíduo muitas vezes ignorado numa fonte prática de nutrientes para as lavouras e recoloca em perspectiva aquilo que as cidades hoje simplesmente descartam no esgoto.
Dentro dos testes
Em ciclos sucessivos de tratamento, a membrana continuou a retirar água de urina humana real, mantendo para trás um volume menor de líquido, bem mais concentrado em nutrientes.
O Dr. Siddharth Gadkari, da University of Surrey, mostrou que o processo se sustenta em condições mais próximas do mundo real, e não apenas em ensaios simplificados.
O sistema não colapsou de uma vez; em vez disso, foi perdendo velocidade à medida que material se acumulava na superfície da membrana com o passar do tempo.
Esse acúmulo acabou se tornando o principal limite para o uso prolongado e levou à questão central: quanto do desempenho dá para manter ao longo de muitas operações.
Recuperando os nutrientes da urina
Embora represente cerca de 1% do esgoto doméstico, a urina carrega uma parcela significativa do nitrogênio e do fósforo presentes nos dejetos urbanos.
Quando esses nutrientes vão pelo ralo, as estações de tratamento precisam removê-los depois - muitas vezes com consumo adicional de energia e uso de produtos químicos.
Enquanto isso, agricultores compram esses mesmos elementos na forma de fertilizante, após sistemas industriais produzirem amônia a partir do nitrogênio em escala enorme.
“Nosso estudo mostra que, com a abordagem de tratamento certa, podemos recuperar esses nutrientes de forma eficiente enquanto reduzimos as demandas de energia do tratamento de esgoto”, disse o Dr. Gadkari.
Movendo água sem pressão
Em vez de forçar a passagem de água sob alta pressão, o sistema empregou a osmose direta - a água atravessa a membrana em direção a uma solução mais concentrada e salgada.
A troca da pressão pela osmose é relevante porque a membrana não depende da força bruta comum em muitas plantas de filtração.
Conforme a água migrava para o outro lado, os nutrientes permaneciam no volume menor, resultando num líquido mais rico em fertilizante para uso posterior.
Ainda assim, parte do nitrogênio e do potássio conseguiu atravessar, indicando que o método concentra bem os nutrientes, mas não retém cada molécula útil.
O que entupiu primeiro
As execuções repetidas evidenciaram a colmatação da membrana - o acúmulo que reduz o fluxo de água - como o ponto fraco mais importante do sistema.
Ao microscópio, a camada que causava o entupimento era composta principalmente por microrganismos e compostos orgânicos pegajosos; depósitos minerais duros tiveram participação pequena.
Urina armazenada em condições mais alcalinas favoreceu bactérias em forma de bastonete e cocos, enquanto urina mais ácida favoreceu células semelhantes a leveduras na superfície.
A química da urina influenciou mais do que a velocidade do processo, porque também alterou a composição biológica dentro da camada que se forma na membrana.
Por que a filtragem ajudou
Remover partículas mais grossas antes do tratamento fez diferença perceptível: a perda de fluxo de água caiu para 37%, em vez de 60%.
Com menos sólidos chegando à membrana, menos material teve oportunidade de se acumular e estreitar o caminho de passagem da água.
A urina sem filtração teve o pior desempenho, e o fluxo comprometido se recuperou apenas parcialmente após cada rodada de operação.
Assim, o pré-tratamento passou a parecer menos um refinamento opcional e mais um requisito básico para manter desempenho estável.
O papel das condições de armazenamento
A acidez também mudou o resultado, porque a urina preservada com ácido cítrico gerou colmatação menos severa do que a urina armazenada de forma comum.
Em pH mais baixo - que indica maior acidez - a membrana passou a atrair outra combinação de organismos e detritos.
Mesmo a urina preservada com ácido cítrico perdeu desempenho com o tempo, mas ficou num patamar intermediário entre a urina armazenada filtrada e a armazenada sem filtração, em vez de ocupar a pior posição.
A comparação indicou que é possível influenciar o desempenho antes mesmo do início do tratamento, apenas ajustando as condições de armazenamento.
Um sistema testado em condições realistas
Depois que a camada de acúmulo se estabelecia, o resultado positivo não foi a ausência de problemas, e sim a reversibilidade - algo essencial para sistemas de longo prazo.
Uma lavagem suave, seguida de limpeza química, recuperou cerca de 91 a 98% do fluxo de água perdido.
Ainda assim, algum resíduo permaneceu, sugerindo que parte do dano pode ser parcialmente permanente, mesmo com a recuperação geral sendo alta.
“O que é particularmente empolgante é que demonstramos como esse sistema se comporta em condições realistas usando urina humana real”, disse Gadkari.
Ligando saneamento e produção de fertilizante
A proposta ganha mais sentido quando a urina é separada desde a origem, em vez de se misturar imediatamente ao restante do esgoto.
Em Durban, cidade costeira no leste da África do Sul, programas de longa duração com sanitários que desviam a urina já oferecem uma base prática.
Ensaios agrícolas anteriores também observaram que urina separada na fonte pode funcionar como fertilizante para cevada, o que ajuda a explicar o interesse para além dos laboratórios.
Se a colmatação puder ser controlada, esses sistemas de coleta separada podem conectar o saneamento de modo mais direto à produção local de fertilizantes.
Direções para pesquisas futuras
O sal da solução que puxa a água também vazou no sentido contrário, deixando o líquido final mais salgado à medida que ficava mais concentrado em nutrientes.
Esse sal extra importa porque as plantas precisam de nutrientes úteis, não de sódio sem limite, e o manuseio posterior se torna mais difícil.
Além da própria membrana, um sistema completo precisaria de armazenamento seguro, transporte e verificações para contaminantes indesejados.
O sucesso prático, portanto, depende de toda a cadeia: do desenho do vaso sanitário às rotinas de manutenção e, por fim, ao uso do fertilizante.
Dar descarga na urina passa a parecer menos uma decisão acertada de saneamento e mais uma oportunidade perdida de recuperar nutrientes valiosos.
O próximo desafio não é se a química funciona, e sim se as cidades conseguem construir sistemas de coleta e limpeza robustos o bastante para o dia a dia.
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