CHAMPAIGN, Ill. – A conexão futura entre resíduos humanos, tecnologia de saneamento e agricultura sustentável é cada vez mais evidente. De acordo com pesquisa conduzida pela Universidade de Illinois Urbana-Champaign Engenharia Civil e Ambiental Professora Jeremy Guest, os países poderiam estar se aproximando do uso de dejetos humanos como fertilizantes, fechando o ciclo em direção a economias mais circulares e sustentáveis.
Um novo estudo caracteriza a distribuição espacial de nutrientes derivados da urina humana (nitrogênio, fósforo e potássio) e a demanda por fertilizantes agrícolas para definir as tipologias de localização de oferta e demanda, sua prevalência ao redor do mundo e as implicações para a recuperação de recursos. Os resultados foram publicados na revista Environmental Science and Technology.
“A quantidade total de nitrogênio, fósforo e potássio permanece constante em nossos corpos, uma vez que paramos de crescer”, disse Guest, que também atua como diretor associado de pesquisa em o Instituto de Sustentabilidade, Energia e Meio Ambiente na U. de I. “Tudo o que entra pela comida e pela bebida deve sair pela urina, fezes e suor. Sabendo disso, podemos estimar a quantidade de cada um desses nutrientes nos resíduos do corpo de uma população se conhecermos sua dieta. “
Estudos anteriores realizados por Guest e outros avaliaram o potencial de recuperação de nutrientes de dejetos humanos em todo o mundo e identificaram locais com excesso de nutrientes derivados de dejetos humanos em relação à demanda local por fertilizantes agrícolas.
“O novo estudo é o primeiro a descrever as relações de localização entre a oferta e a demanda de nutrientes derivados de dejetos humanos usando uma única equação matemática”, disse Guest. “A qualidade da infraestrutura de saneamento varia muito ao redor do mundo, assim como a dieta das pessoas e a disponibilidade de terras adequadas para a agricultura. Ter os meios para caracterizar e comparar quantitativamente o potencial de recuperação de nutrientes de um local pode ajudar muito a informar melhor os tomadores de decisão sobre as políticas agrícolas e de saneamento futuras. “
A equipe conduziu extensas análises numéricas e geográficas de alimentos, população, saúde e dados agrícolas de 107 países para alcançar esta caracterização quantitativa em uma escala global. A pesquisa revelou três tipologias de oferta-demanda diferentes: países com uma oferta-demanda co-localizada; países com oferta-demanda deslocada; e países com proximidade diversa entre oferta e demanda.
Os Estados Unidos e a Austrália, por exemplo, se enquadram na tipologia de oferta e demanda deslocada. Eles têm agricultura intensiva em áreas distantes das grandes cidades, então o fornecimento de nutrientes derivados de dejetos humanos está longe de onde é necessário, disse Guest. Mesmo com infraestrutura de saneamento avançada instalada, isso significa que os nutrientes teriam que ser transportados por longas distâncias, seja como fluidos pesados ou convertidos em produtos cristalinos concentrados. Em termos econômicos, disse Guest, faria sentido trabalhar com um produto concentrado para implementar um fertilizante derivado de dejetos humanos nesses países.
O estudo relata que em países com tipologias de oferta-demanda co-localizadas, como Índia, Nigéria e Uganda, as populações humanas são encontradas mais substancialmente nas proximidades de áreas agrícolas, tornando possível a reutilização local. Em muitas comunidades co-localizadas de oferta e demanda, entretanto, há uma necessidade de melhorar a infraestrutura de saneamento. O convidado disse que implementar um programa de fertilizantes de dejetos humanos pode ser muito benéfico para o saneamento e a agricultura nesses lugares.
Países como Brasil, México, China e Rússia exibem um continuum de colocalização para deslocamento de oferta e demanda de nutrientes. O estudo relata que os formuladores de políticas teriam que abordar o uso de nutrientes derivados de dejetos humanos com estratégias mais regionalizadas e uma variedade de abordagens locais de reutilização e transporte. “Os países de renda mais alta neste grupo podem ter a infraestrutura e o suporte financeiro para várias tecnologias, mas aqueles com recursos financeiros limitados precisariam priorizar a tecnologia de recuperação de recursos em algumas áreas”, disse Guest.
A equipe ficou surpresa ao descobrir que as tipologias combinavam de perto com o Índice de Desenvolvimento Humano das Nações Unidas.
“Países com pontuações de IDH mais altas como os EUA, Europa Ocidental e Austrália tendem a se enquadrar na tipologia de oferta e demanda deslocada e países com pontuações de IDH mais baixas tendem a se adequar à tipologia de oferta e demanda. Claro, há exceções, mas não esperávamos encontrar uma correlação tão forte ”, disse Guest.
A equipe espera que esta pesquisa ajude a esclarecer as características econômicas, de saúde e agrícolas salientes dos países ao redor do mundo, para que os tomadores de decisão possam priorizar investimentos, políticas e tecnologias que promovam os objetivos de uma economia circular e o fornecimento de saneamento para todos , Disse o convidado.
Desarae Echevarria, ex-estudante de graduação em engenharia civil e ambiental de Illinois, é a autora principal do estudo.
A Bolsa de Graduação do Urbana-Champaign College da University of Illinois, a bolsa SURGE do Grainger College of Engineering e a Distinguished Civil and Environmental Engineering Graduate Scholarship deram suporte a este estudo.