Otimização de um sistema de tratamento urinário de baixo custo para recuperação de recursos

Hoje, estima-se que mais de 800 milhões de pessoas estejam cronicamente subnutridas e 2,5 bilhões vivem sem instalações básicas de saneamento (FAO, FIDA e PAM, 2014; UN Water, 2014). Os atuais desafios de saneamento exigem novas alternativas aos sistemas de esgotos convencionais. Entre eles, a reutilização da urina separada na fonte pode ajudar a atenuar a pobreza e a desnutrição, fornecendo um fornecimento de fertilizantes no país.

Historicamente, a urina tem sido aplicada como fertilizante numa variedade de cultivos em vários países, incluindo Japão, Iémen e Suécia (Schönning, 2001). Pesquisas científicas, bem como projetos de desenvolvimento, têm estudado e demonstrado a eficiência da reutilização de urina na agricultura (Richert et al., 2010). Ultimamente, a pesquisa tem-se concentrado na recuperação de nutrientes da urina como struvita (Wilsenach et al., 2007). No entanto, estudos sobre a recuperação da ureia da urina são escassos, embora a ureia constitua a principal fonte de nitrogénio na urina. Portanto, este estudo tem como objetivo proporcionar uma compreensão do potencial de recuperação de nutrientes da urina como ureia e recomendações de práticas baseadas em trabalhos experimentais.

Patrocinado pela WaterAid UK, este projeto teve como objetivo testar uma nova solução de baixo custo para a gestão da urina em países em desenvolvimento com base na produção de ureia usando evaporação solar para uso como fertilizante. Este estudo investigou o desempenho da evaporação urinária na produção de ureia, levando a recomendações sobre o projeto e aplicação mais ampla do sistema e sobre a sua viabilidade como modelo de negócio. Como observações finais, o projeto avaliou a relevância do sistema proposto na produção de urina derivada de ureia para fins agrícolas nos países em desenvolvimento.

Análises preliminares da composição química da urina foram realizadas com o objetivo de comparar os resultados com a revisão da literatura. Cinco amostras de urina de um litro foram evaporadas utilizando uma configuração experimental sob diferentes condições. Em particular, considerou-se a influência da pasteurização e as características de projeto do protótipo (área superficial e altura da luz) na composição química do produto final e sua estabilidade. Os resultados sugerem que a pasteurização da urina afeta as características químicas iniciais e o processo de cristalização. A ventilação e a temperatura também foram identificadas como um parâmetro de grande impacto na velocidade de cristalização da urina. Para uma possível implementação, a massa de cristais de ureia recuperados, cerca de 13 g de produto seco por litro de urina, aparece como uma limitação para esta técnica.

Embora a recuperação da ureia por pasteurização solar e evaporação exija pouca manutenção e materiais de baixo custo, sendo particularmente adaptada para países em desenvolvimento, o nosso trabalho mostrou que a evaporação da urina é um processo lento produzindo quantidades limitadas de ureia. Além disso, o produto final parecia muito instável, pois absorve facilmente a humidade atmosférica. Os nossos resultados sugerem que a implementação do sistema atual não é viável. Mais pesquisas são especificamente necessárias para otimizar o processo em termos de rendimento e qualidade/estabilidade do produto final.