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En las afueras de Kigali, Ruanda, camiones llenos de heces retumban a lo largo de los caminos de grava naranja. Su destino es el vertedero de Nduba, donde hasta hace poco arrojaban su carga en enormes fosas abiertas. Pero eso cambió en 2015. Desde entonces, los camiones han sido recibidos frente a los cuarteles e invernaderos por trabajadores con monos verdes que producen combustible seco y en polvo a partir del lodo fecal.
La empresa se llama Pivot y fue fundada por Ashley Muspratt. Es ingeniera de aguas residuales y vivió en Ghana, Kenia y Ruanda durante más de siete años antes de regresar a los Estados Unidos el año pasado. Muspratt insiste en que Pivot no es una planta de tratamiento de aguas residuales. Es una empresa que provee de energía a industrias locales como las cementeras y ladrilleras. “Lo describiría como un negocio dual de saneamiento y energía renovable. Construimos las fábricas para ello”, explica.
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Muspratt es parte de un grupo creciente de empresarios que abordan uno de los mayores desafíos de salud pública, el saneamiento deficiente, y obtienen ganancias. Según un informe publicado en julio de 2017 por la Organización Mundial de la Salud (OMS) y el Fondo de las Naciones Unidas para la Infancia UNICEF, 2.800 millones de personas, es decir, el 38 por ciento de la población mundial, no tiene acceso al sistema de alcantarillado y almacena sus desechos en tanques y letrinas de pozo. Estos a menudo están abarrotados o vaciados sin observar las medidas de seguridad. Según las estimaciones actuales, para 2030 habrá hasta cinco mil millones de personas, mientras que, al mismo tiempo, la ayuda internacional para el agua y el saneamiento se está reduciendo. Iniciativas de buena reputación, como los Objetivos de Desarrollo del Milenio de la ONU, han tenido mucho éxito en la introducción de asientos de inodoro e inodoros de pie, pero: "Ahora están bien llenos, entonces, ¿qué hacer con ellos ahora?" pregunta Claire Furlong, ingeniera ambiental de la Instituto IHE Delft para la Educación sobre el Agua en los Países Bajos.
Aquí es donde entran Muspratt y otros. Hacer fertilizante o combustible a partir de él son las formas más obvias, pero los investigadores y empresarios están buscando otros usos. Algunos cultivan plantas secando lodos de aguas residuales fecales o crían bagres en estanques de aguas residuales. Otros secan el barro y lo mezclan con materiales de construcción como cemento y ladrillo. Otros están investigando si ciertos ácidos grasos pueden extraerse y procesarse como componentes para bioplásticos y productos químicos industriales y cómo hacerlo. Por ejemplo, los aceites para fines industriales se extraen de las larvas criadas en las heces, lo que posiblemente también podría convertirse en la base de la alimentación animal en el futuro.
Todos estos enfoques muestran: cuando se trata de heces, se está comenzando a repensar. En el futuro, el enfoque debe estar en el producto final, no solo en la salud pública. La economía del saneamiento también está cambiando de un mero servicio público a la participación del sector privado, que poco a poco se está dando cuenta de su valor, dice la directora asociada Doulaye Kone del Programa de Agua, Saneamiento e Higiene de la Fundación Bill y Melinda Gates en Seattle. Con las plantas de tratamiento de aguas residuales existentes, “no hay oportunidades para comercializarlas y el gobierno tiene que pagar los costos de funcionamiento. Tan pronto como se agota el presupuesto, siempre se vuelve difícil”, sabe. No menos por esto, muchas plantas de tratamiento de aguas residuales en los países en desarrollo ahora han sido abandonadas.
La financiación no es la única razón por la que muchas iniciativas de conversión de residuos en recursos están fracasando, advierte Furlong. También hubo una fuerte resistencia a los proyectos prometedores porque no tenían en cuenta los antecedentes culturales de las personas, incluidos los políticos del país, lo que, sin embargo, tiene una influencia significativa en la decisión de compra. Estos incluyen factores como una actitud instintivamente negativa hacia los desechos humanos y el rechazo de las nuevas tecnologías de inodoros que recogen las heces para su uso posterior. En cambio, Muspratt y otros empresarios usan el lodo tal como está en los pozos y letrinas. Esto significa que sus sistemas siempre se utilizan por completo y el mantenimiento no es demasiado costoso. »Definitivamente quiero evitar malas inversiones en todo el continente africano.«
recursos de los humanos
Algunas personas ya no necesitan estar convencidas de los beneficios del barro. En Ghana, algunos agricultores ya están pidiendo a los camioneros que viertan el lodo directamente en sus campos. Ellos compostan el lodo de manera tradicional y lo esparcen sobre los campos de mijo y maíz para suplir la falta de fertilizante. Pero este aumento de nutrientes bien intencionado para los cultivos también plantea riesgos para las personas que cuidan los campos y, en última instancia, se comen la cosecha. El estiércol sin tratar aumenta el riesgo de transmitir la fiebre tifoidea, el cólera, los gusanos redondos y otros patógenos que causan diarrea y conducen a la anemia y la desnutrición. En los niños pequeños, esto puede ser perjudicial para su desarrollo físico y mental.
Pero incluso si el lodo no se usaba para cultivos alimentarios, las enfermedades seguían siendo un problema. Menos del 5 por ciento de la población de Ghana tiene acceso a un sistema de alcantarillado y hay pocas instalaciones de tratamiento de aguas residuales. Una gran parte simplemente termina en zanjas o en el mar.
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© Will Swanson para Nature; Wald, C.: La economía en el retrete. Nature 549, 2017 (extracto)
Pulpa fecal como fertilizante | El basurero de Nduba en las afueras de Kigali recibe una entrega de pulpa fecal. En el pasado, simplemente se excavaba en pozos abiertos; hoy se seca y se convierte en combustible.
El procesamiento de los lodos de depuradora en fertilizantes no es técnicamente muy exigente. Es más difícil obtener ganancias con los bajos precios del mercado. En muchas plantas de tratamiento de aguas residuales en todo el mundo, incluido Estados Unidos, los lodos de depuradora son una parte regular del proceso de tratamiento, e incluso se regalan para reducir los costos de eliminación de desechos. En Tema, una ciudad al este de Accra, la capital de Ghana, el operador de una nueva planta acaba de vender los primeros lotes de 50 kilogramos de lodo. La empresa debería estar en números positivos después de tres años, dice la economista empresarial Solomie Gebrezgabher de la oficina de Accra del Instituto Internacional de Gestión del Agua (IWMI).
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En Tema, confían en un proceso en el que los lodos de depuradora producidos se convierten inmediatamente en abono: bajo el sol de Ghana, esto requiere menos energía que los métodos convencionales que utilizan máquinas de secado y calentamiento. Sin embargo, requiere mucho espacio y tiempo, y puede oler más fuerte. Porque los residuos de los baños públicos y privados tienen que secarse en depósitos llenos de arena durante los primeros diez días para que el agua se escurra y se evapore. Solo entonces se mezclan con aserrín y restos de comida y se colocan en un cobertizo cubierto. Durante más de dos meses, la mezcla se descompone gracias a los microorganismos naturales, ayudados por trabajadores que la revuelven regularmente. Gracias al calor de descomposición resultante, ahora se destruyen todo tipo de patógenos, hasta que al final el lodo seco se vuelve a esparcir para que se enfríe y madure. Este proceso general económico se adapta bien a las condiciones de Ghana. "No tiene que ser de alta tecnología", dice Gebrezgabher.
Para comercializar el lodo producido, el equipo condujo mostrando a los clientes potenciales el sustrato espesado: inicialmente, simplemente tenía la intención de mejorar físicamente la mala calidad del suelo al aumentar la capacidad de almacenamiento de agua sin aumentar significativamente el contenido de nutrientes. Cuando Gebrezgabher explicó esto a los agricultores, muchos no estaban interesados al principio. Entonces, los expertos mezclaron sulfato de amonio y urea para enriquecer los nutrientes y prensaron la masa en gránulos más manejables. Debido a que muchos agricultores se mostraron escépticos acerca de los productos elaborados con heces, el equipo obtuvo un certificado de seguridad del gobierno. Y ahora los agricultores están interesados en ello. "Estaban realmente emocionados porque era exactamente lo que estaban buscando", dice Gebrezgabher. Cuando el gobierno incluyó el producto, llamado "Fortifer", en su programa de subsidio de fertilizantes, las cosas realmente despegaron.
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© Naturaleza; Wald, C.: La nueva economía del excremento. En: Nature 549, pp. 146-148, 2017; basado en datos de: OMS/UNICEF; Edición alemana: espectro de la ciencia (fragmento)
Saneamiento en todo el mundo | 2.300 millones de personas ni siquiera cuentan con las instalaciones sanitarias más básicas y opciones de saneamiento seguras. 892 millones de personas simplemente hacen sus necesidades al aire libre.
Con su Fortifer y los posibles compradores disponibles, el equipo de IWMI se asoció con el gobierno del distrito y una empresa privada local de gestión de residuos con sede en Accra llamada Jekora Ventures. Inaugurada en abril de 2017 a plena capacidad, la planta procesará los legados de 65.000 a 100.000 personas en 500 toneladas de fertilizante cada año. Una vez que la instalación alcanza el punto de equilibrio, la compañía quiere compartir las ganancias con la comunidad para usar el dinero para mejorar el saneamiento, dijo Gebrezgabher. También está trabajando con equipos de IWMI en otras regiones y planea replicar el modelo en Sri Lanka. "Con tecnologías simples, pueden surgir modelos comerciales que cubran los costos en los países en desarrollo", agrega.
energía de los residuos
También hay energía en el residuo fecal. Según un informe de 2015 de la Universidad de las Naciones Unidas en Hamilton, Canadá, se podría producir electricidad para 138 millones de hogares si todas las heces humanas producidas anualmente se convirtieran en biogás. El estiércol restante podría secarse en combustible de carbón y utilizarse para otros 130.000 hogares. En las instalaciones de Pivot, los trabajadores producen combustible sólido. Extraen la mayor parte del agua del lodo forzándolo a través de un microtamiz y luego lo esparcen en invernaderos para que se sequen. Luego lo deshidratan y lo vuelven a limpiar en un secador de aire caliente sobre cartón limpio. El producto final se ofrece en forma de polvo o gránulos y, según Muspratt, tiene un 20 por ciento más de energía que otros combustibles de biomasa como el aserrín o las cáscaras de los granos de café.
Pivot vende su combustible a fábricas de cemento y ladrillos, cuyos hornos al rojo vivo y cámaras de secado necesitan un suministro constante de ese combustible. Los principales clientes suelen ser empresas internacionales que valoran los lodos como fuente de energía renovable y los utilizan en lugar del carbón. Pivot ya casi cubre sus costos, solo se necesita un poco de ayuda externa. El municipio puso a disposición la ubicación del vertedero y la infraestructura se financió con subvenciones. No se esperan grandes ganancias del reciclaje del lodo, dice la ingeniera ambiental Linda Strande del Instituto Federal para el Suministro de Agua, Tratamiento de Aguas Residuales y Protección del Agua en Dübendorf, Suiza. “También venderíamos excremento aquí si realmente generara mucho dinero”, dice. La mayoría de los proyectos generan alrededor del 10 al 20 por ciento de los costos de funcionamiento; y debido a que recauda al menos algo de dinero, el lodo es visto como algo valioso que debe tratarse con cuidado.
Pero, paradójicamente, el mayor problema de Pivot es obtener suficiente lodo. En teoría, eso no debería ser difícil en una ciudad como Kigali con una población de al menos un millón de habitantes; hasta ahora, el problema ha sido el transporte desde las letrinas remotas e inaccesibles de los asentamientos no oficiales. Aquí, donde viven dos tercios de la población, los trabajadores no oficiales vacían las letrinas a mano y vierten el contenido en zanjas y cursos de agua cercanos.
Entonces, como proyecto paralelo, Pivot desarrolló un servicio de bombeo seguro para los asentamientos, que no era impopular entre la población local. "Pero las cantidades que sacamos de los pozos son bastante modestas y de ninguna manera la inundación de lodo que esperábamos", que también se debe a las letrinas sin revestimiento y con fugas, explica Muspratt. Pivot ahora quiere triturar otros tipos de desechos combustibles y agregarlos a su propio combustible. Al igual que IWMI, la empresa planea expandirse por África y la India. Hasta hace poco, millones de personas aún hacían allí sus negocios al aire libre; pero ahora, gracias a una iniciativa del gobierno, se están construyendo letrinas. "Nuestro objetivo es convertirnos en el proveedor más económico de reciclaje de lodos fecales urbanos en todo el mercado", dice entusiasmado Muspratt.
maná de la orina
Desde el brote de cólera de 2000, la comunidad metropolitana de eThekwini, con sede en Durban, ha construido más de 85.000 baños secos con separación de orina en las zonas rurales de sus afueras. La orina se filtró en el suelo y las autoridades dijeron que los residentes deberían enterrar los sólidos en la propiedad. Sin embargo, esto era una molestia para el creciente número de personas mayores y, además, a medida que aumenta la densidad de población, el espacio para el entierro es cada vez más escaso. Por último, pero no menos importante, los gérmenes sobreviven más de lo esperado si las heces simplemente se compostan en el suelo. Así que Teddy Gounden y sus colegas de la autoridad de agua y alcantarillado querían recolectar los desechos. "¿Pero qué hacemos con eso?", se preguntó. Debido a su consistencia sólida, obstruiría la planta de tratamiento de aguas residuales de la ciudad, sin la orina carecería de nutrientes para hacer un buen abono, y su eliminación en vertederos peligrosos sería costosa.
Luego, el equipo de Gounden se enteró de cierta mosca que podía producir productos mucho más valiosos que el compost. Las moscas suelen ser un peligro para la salud porque se alimentan tanto de heces humanas como de alimentos, y transportan patógenos mientras vuelan de un lado a otro. Pero la mosca soldado negra (Hermetia illucens), nativa de climas tropicales, es diferente: solo se alimenta como larva, donde permanece más o menos en un lugar, y no como adulto. Representa un riesgo para la salud mucho menor.
La mosca fue enviada a trabajar en el desperdicio de alimentos de la empresa AgriProtein, con sede en Ciudad del Cabo. La empresa desarrolló fábricas que explotan las peculiaridades de la pajarita. Los empleados allí ahora crían a los pequeños animales en jaulas, incuban los huevos de mosca en lugares especiales y colocan las larvas en los desechos de alimentos donde pueden comer hasta saciarse. Dos semanas después de la eclosión, las larvas migran fuera de los desechos para convertirse en pupas, lo que hace que sea más fácil separarlas y cosecharlas a ellas y al resto del compost. Luego, las larvas se deshidratan y se usan para producir alimentos para animales o para extraer un aceite graso que se puede usar en todo, desde la industria cosmética hasta la producción de biodiesel. El material orgánico restante se utiliza para la mejora del suelo. AgriProtein abrió su primera instalación a escala industrial en 2016 y la compañía planea expandirse globalmente pronto.
Debido a que el reciclaje de desechos de alimentos funciona tan bien, la empresa BioCycle recurrió a un sustrato más difícil: las heces humanas. Las larvas procesan el nuevo alimento de forma muy similar al anterior, dice el cofundador y director ejecutivo David Wilco Drew. Junto con la comunidad eThekwini y con el apoyo de la Fundación Bill && Melinda Gates, abrió una planta piloto a fines de 2016 en el sitio de una planta de tratamiento de aguas residuales en Durban.
"Sin embargo, el material original resultó difícil, sobre todo por toda la basura que la gente tira por el inodoro", explica Drew. Está sorprendido por el ingenio de la gente, ya que los inodoros no son realmente pozos abiertos: ¿cómo, se pregunta, "un teléfono viejo cabe en un tubo en U?"
Debido a un posible riesgo para la salud del lodo fecal, BioCycle ha adaptado el proceso y ahora analiza cuidadosamente el sustrato en busca de patógenos y metales pesados. Y en lugar de fabricar productos para la agricultura, la planta prensa las larvas en aceite y el material orgánico restante en briquetas sólidas, ambas para uso como combustible.
Desde julio de 2017, la empresa recibe entregas de los inodoros separadores de orina. A plena capacidad, la planta puede tomar 40 toneladas de material por día y mezclarlo con los desechos de alimentos. Esto, dice Drew con ironía, puede ser, con mucho, la mayor cantidad de errores en una pila. Y si la investigación continúa, la mosca soldado negra también podría procesar los residuos del sistema de alcantarillado de la ciudad. "Hay mucho potencial ahí", dice Gounden, sabiendo que otros gobiernos "todavía están esperando para ver qué sale al final".
Para animar a más comunidades a subirse al tren del barro, el equipo de Strande ha publicado un folleto y varios cursos en línea para ingenieros locales a fin de fomentar el desarrollo de productos comercializables. El material de origen también debe entenderse mejor. Por lo tanto, un equipo internacional dirigido por investigadores de la Universidad de KwaZulu-Natal en Durban está trabajando en métodos y procedimientos estándar que pueden usarse para determinar mejor las propiedades de los lodos fecales, como la humedad, el contenido total de patógenos y nutrientes y el valor calórico. valor. "Todo el mundo tiene una evacuación intestinal", señala Drew. Él sueña que un día "todos en el mundo contribuirán a nuestra cadena de suministro".
Este artículo es original bajo el título
La nueva economía del excremento apareció en la Naturaleza.
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El autor es un periodista con sede en La Haya en los Países Bajos.
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