Científicos logran desarrollar ladrillos a partir de orina humana

Técnicamente se denomina precipitación de carbonato microbiano, según la estudiante de maestría en ingeniería civil Suzanne Lambert, miembro del equipo investigador, para quien este avance representa un cambio de paradigma innovador en la recuperación de residuos.

En este caso, la arena suelta se coloniza con bacterias que producen ureasa. Una enzima, la ureasa descompone la urea en la orina mientras produce carbonato de calcio a través de una reacción química compleja. Esto cementa la arena en cualquier forma, ya sea una columna sólida, o ahora, por primera vez, un ladrillo de construcción rectangular. El estudio se publica en 'Journal of Environmental Chemical Engineering'.

Durante los últimos meses, Lambert y el estudiante de ingeniería civil Vukheta Mukhari han estado trabajando arduamente en el laboratorio probando varias formas de ladrillos biológicos y resistencias a la tracción para producir un material de construcción innovador.

El desarrollo también es una buena noticia para el medio ambiente y el calentamiento global, ya que los ladrillos biológicos se fabrican en moldes a temperatura ambiente. Los ladrillos normales se hornean a temperaturas de alrededor de 1.400° C y producen grandes cantidades de dióxido de carbono.

La fuerza de los ladrillos biológicos dependería de las necesidades del cliente. "Si un cliente quisiera un ladrillo más fuerte que un 40 por ciento de piedra caliza, permitiría que la bacteria fortaleciera el sólido" haciéndolo crecer por más tiempo", dijo el profesor Dyllon Randall, supervisor de la investigación. "Cuanto más tiempo permita que las pequeñas bacterias produzcan el cemento, más fuerte será el producto. Podemos optimizar ese proceso", añade.

El concepto de usar urea para cultivar ladrillos se probó en los Estados Unidos hace algunos años con soluciones sintéticas, pero el ladrillo de Lambert usa orina humana real por primera vez, con importantes consecuencias para el reciclaje de residuos y el reciclado. Su trabajo se basa en la investigación fundamental de Jules Henze, un estudiante suizo que pasó cuatro meses trabajando con Randall en este concepto en 2017. "Es lo que me encanta de la investigación. Se basa en los fundamentos de otro trabajo", dijo Randall.

Además, el proceso de bio-ladrillo produce como subproductos nitrógeno y potasio, que son componentes importantes de los fertilizantes comerciales.

Químicamente hablando, la orina es oro líquido, según Randall. Representa menos del 1 por ciento del agua residual doméstica (por volumen), pero contiene el 80 por ciento del nitrógeno, el 56 por ciento del fósforo y el 63 por ciento del potasio de esta agua residual.

Alrededor del 97 por ciento del fósforo presente en la orina se puede convertir en fosfato de calcio, el ingrediente clave en los fertilizantes que sustentan la agricultura comercial en todo el mundo. Esto es importante porque las reservas naturales de fosfato del mundo se están secando.

Los fertilizantes se producen como parte del proceso por fases utilizado para producir los bio-ladrillos. En primer lugar, la orina se recolecta en nuevos orinales que producen fertilizantes y se utiliza para hacer un fertilizante sólido. El líquido restante se usa luego en el proceso biológico para cultivar el bio-ladrillo.

"Pero en ese proceso, solo buscamos dos componentes: los iones de carbonato y el calcio. Lo último que hacemos es tomar el producto líquido restante del proceso de bio-ladrillo y hacer un segundo fertilizante", explicó.

El esquema general resultaría efectivamente en cero desperdicios, con la orina completamente convertida en tres productos útiles."Nadie lo ha visto en términos de ese ciclo completo y el potencial de recuperar múltiples productos valiosos. La siguiente pregunta es cómo hacerlo de una manera optimizada para que se pueda obtener ganancias a partir de la orina".