Se sei già registrato con noi, accedi qui con il tuo indirizzo e-mail e la tua password.Hai domande o problemi con il tuo login o abbonamento?Puoi trovare maggiori informazioni sulle nostre offerte nelle nostre domande frequenti.L'acqua dolce è scarsa a Gotland, l'isola più grande della Svezia.Allo stesso tempo, gli abitanti dell'isola sono alle prese con le conseguenze delle acque reflue dell'agricoltura e del sistema fognario.Nel circostante Mar Baltico provocano dannose fioriture algali, che a loro volta possono uccidere i pesci e far ammalare le persone.Per affrontare i problemi, l'isola si sta ora rivolgendo a una sostanza che lega tutti gli aspetti dell'inquinamento: l'urina umana.Dal 2021 un team di ricercatori collabora con un'azienda locale che noleggia servizi igienici portatili.L'obiettivo del progetto è raccogliere più di 70.000 litri di urina da orinatoi senz'acqua e servizi igienici speciali in diverse località per tre estati durante la stagione turistica in piena espansione.Il gruppo proviene dall'Università svedese di scienze agrarie (SLU) di Uppsala, che ha fondato una società chiamata Sanitation360.Usando un processo sviluppato dagli scienziati stessi, asciugano l'urina, ottenendo pezzi simili al cemento;questi vengono quindi macinati in polvere e pressati in pellet di fertilizzante che si adattano alle attrezzature agricole standard.Un contadino della regione usa questo »fertilizzante per pipì« per coltivare l'orzo.Questo, a sua volta, viene utilizzato da un birrificio locale per produrre birra che, dopo il consumo, può essere reimmessa nel ciclo tramite la toilette di separazione.Ora i ricercatori di Uppsala vogliono rendere pratico il riutilizzo delle urine su larga scala, come spiegato da Prithvi Simha, ingegnere presso SLU e chief technology officer di Sanitation360.L'obiettivo è creare un modello che altre regioni del mondo possano utilizzare come guida."L'obiettivo è che chiunque, ovunque, sia in grado di utilizzare questi processi", afferma Simha.Il progetto Gotland fa parte di una serie di sforzi simili in tutto il mondo per separare l'urina dalle altre acque reflue e riciclarla in prodotti come i fertilizzanti.La separazione delle urine è oggetto di ricerca da parte di team negli Stati Uniti, Australia, Svizzera, Etiopia e Sud Africa, tra gli altri.Gli sforzi vanno ben oltre i confini dei laboratori universitari.Per citare solo una manciata di esempi, negli uffici dell'Oregon e dei Paesi Bassi, gli orinatoi senz'acqua sono collegati agli impianti di trattamento delle acque reflue nel seminterrato.A Parigi verranno allestiti servizi igienici di separazione in una specie di eco-distretto con 1.000 residenti nel 14° arrondissement.E l'Agenzia spaziale europea ESA vuole installare e commissionare 80 servizi igienici per la deviazione delle urine nei suoi edifici entro il 2022.I fautori della tecnologia sostengono che la raccolta delle urine può essere utilizzata in molti altri luoghi, dagli avamposti militari temporanei ai campi profughi, dai centri cittadini alle baraccopoli tentacolari.Dal punto di vista di numerosi ricercatori, il processo presenta enormi vantaggi per l'ambiente e la salute pubblica se utilizzato a livello globale e su larga scala: l'urina è ricca di sostanze nutritive che potrebbero essere utilizzate per fertilizzare le colture o per processi industriali invece di inquinare le acque.Simha stima che gli esseri umani producano abbastanza urina per sostituire circa un quarto degli attuali fertilizzanti a base di azoto e fosforo del mondo;l'urina umana contiene anche potassio e molti micronutrienti (vedi Cosa c'è nelle urine).E non scaricando l'urina, è possibile risparmiare grandi quantità di acqua e alleggerire i sistemi fognari.Grazie ai progressi nella progettazione e produzione di servizi igienici e trattamento delle urine, molti componenti della separazione delle urine potrebbero presto essere pronti per un uso su larga scala.Ma ci sono ancora una serie di ostacoli che devono essere superati, dal miglioramento del design dei servizi igienici che deviano l'urina al rendere più facile il trattamento dell'urina e trasformarla in prodotti utili.La lavorazione può avvenire sia in stabilimenti chimici, direttamente presso i singoli servizi igienici, sia in impianti interrati che riforniscono interi fabbricati, con i relativi servizi di raccolta e manutenzione (vedi »Prodotti Pipi«).C'è anche la questione se le persone accetterebbero prodotti a base di urina riciclata."La cattura e il riutilizzo delle urine richiedono un drastico ripensamento dell'igiene umana", afferma Lynn Broaddus, biologa e consulente per la sostenibilità a Minneapolis, Minnesota.Un tale cambio di prospettiva, tuttavia, diventerebbe sempre più importante con la crescente carenza di energia, acqua e materie prime nell'agricoltura e nell'industria."Il fatto è: l'urina è una materia prima preziosa", spiega Broaddus.C'è stato un tempo in cui l'urina era considerata un bene prezioso in molte società.Ad esempio, era tradizionalmente usato per fertilizzare i raccolti, conciare la pelle, lavare i vestiti e produrre polvere da sparo.Ma poi il moderno modello di servizi igienico-sanitari centralizzati è emerso in Inghilterra tra la fine del XIX e l'inizio del XX secolo e si è rapidamente diffuso in tutto il mondo.Con questo, una sorta di "cecità urinaria" si è instaurata in molte culture.Da allora, l'urina, le feci e la carta igienica sono state scaricate nelle fognature attraverso i servizi igienici a filo, dove si mescolano con altri liquidi domestici, industriali e talvolta con l'acqua piovana.Negli impianti centralizzati di trattamento delle acque reflue, le acque reflue vengono pulite in un processo ad alta intensità energetica con l'aiuto di microbi.A seconda delle normative locali e delle condizioni dell'impianto di trattamento delle acque reflue, le acque reflue possono ancora contenere molto azoto e altri nutrienti e inquinanti anche dopo il processo di trattamento.Inoltre, il 57 percento della popolazione mondiale non è ancora collegato ai sistemi fognari centrali (vedi "Acque reflue nel mondo").I ricercatori stanno lavorando su come rendere i sistemi centrali delle acque reflue più sostenibili e rispettosi dell'ambiente.Ma dagli anni '90, in particolare gli esperti svedesi hanno spinto per un cambiamento più fondamentale.In uno studio sulla modellazione dei sistemi di gestione delle acque reflue in tre stati degli Stati Uniti, l'ingegnere ambientale Nancy Love dell'Università del Michigan ad Ann Arbor e i suoi colleghi hanno confrontato i sistemi convenzionali con quelli ipotetici che riciclano l'urina e utilizzano i nutrienti recuperati per sostituire i fertilizzanti sintetici.Il gruppo calcola che, a seconda della tecnologia, le comunità che effettuano la raccolta delle urine potrebbero ridurre le loro emissioni di gas serra fino al 47%, il loro consumo di energia fino al 41%, l'uso di acqua dolce di circa il 50% e l'inquinamento da nutrienti dalle acque reflue fino a 64 per cento.Nonostante ciò, il concetto di toilette per deviare l'urina ha finora condotto un'esistenza di nicchia ed è utilizzato solo in luoghi fuori dalla rete, come negli ecovillaggi dell'Europa settentrionale, nelle regioni rurali e a basso reddito."Il lento cambiamento è dovuto in gran parte ai servizi igienici stessi", afferma Tove Larsen, ingegnere chimico presso l'Istituto federale svizzero per l'approvvigionamento idrico, il trattamento delle acque reflue e la protezione delle acque (Eawag) a Dübendorf, in Svizzera.La maggior parte dei servizi igienici per deviare l'urina che hanno colpito il mercato negli anni '90 e 2000 hanno una piccola ciotola nella parte anteriore per raccogliere il liquido, che richiede una certa precisione durante la pipì.Altri modelli sono caratterizzati da un nastro trasportatore a pedale che dirige le feci in un contenitore di compostaggio mentre l'urina defluisce.Altri ancora sono dotati di sensori che azionano valvole per dirigere l'urina verso gli scarichi separati.Nei progetti pilota europei, tuttavia, gli utenti hanno fallito i servizi igienici, riferisce Larsen.Sono troppo ingombranti per le persone, troppo soffocanti, troppo inaffidabili.Potrebbe interessarti anche: Spectrum Compact: Recycling – Come l'economia circolare protegge l'ambienteRiciclaggio – Come l'economia circolare protegge l'ambienteTali preoccupazioni hanno anche accompagnato il primo dispiegamento su larga scala di servizi igienici per la deviazione dell'urina nella comunità metropolitana sudafricana di eThekwini.Dopo la fine dell'apartheid, i confini municipali in Sud Africa si espansero improvvisamente."Di conseguenza, le autorità hanno improvvisamente avuto la responsabilità delle aree rurali povere senza infrastrutture per i servizi igienici e con una scarsa fornitura di acqua dolce", spiega Anthony Odili, ricercatore di servizi igienico-sanitari presso l'Università di KwaZulu-Natal a Durban.Dopo un'epidemia di colera nell'agosto 2000, le autorità hanno installato frettolosamente vari tipi di strutture igienico-sanitarie, inclusi circa 80.000 bagni a secco per la separazione delle urine, la maggior parte dei quali sono ancora in uso oggi.In questi servizi igienici deviatori di urina, l'urina defluisce nel pavimento sotto il sedile e le feci cadono in una grande vasca, che il comune svuota solo ogni cinque anni dal 2016.Secondo Odili, il progetto ha contribuito a migliorare la sicurezza delle strutture sanitarie nella regione.Tuttavia, gli studi di scienze sociali hanno identificato una serie di problemi con i sistemi.Quindi la maggior parte delle persone trova i gabinetti che deviano l'urina meglio di niente.Ma gli studi - tra cui lo stesso Odili stesso - dimostrano che a molti non piacciono molto i servizi igienici, anche perché sono fatti di materiali scadenti e sono scomodi da usare.E sebbene i servizi igienici di separazione dovrebbero teoricamente prevenire i cattivi odori, l'urina continua a entrare nel serbatoio di raccolta, dove provoca poi un patetico fetore."Alcune persone non riuscivano più a respirare normalmente quando vanno in bagno", dice Odili.Inoltre, l'urina raccolta è rimasta in gran parte inutilizzata.In definitiva, la decisione di utilizzare la toilette a secco per la separazione delle urine è stata presa pensando alla salute pubblica, senza considerare le preferenze delle persone, conclude Odili.Uno studio del 2017 ha rilevato che oltre il 95% degli intervistati in eThekwini desidera i servizi igienici comodi e inodori che hanno i bianchi delle città, molti hanno anche espresso l'intenzione di installare questo tipo di servizi igienici standard una volta che le circostanze lo consentono.Potrebbe interessarti anche: Spectrum Compact: Agricoltura – Nuove vie nel campoAgricoltura - Nuove vie in campoPotrebbe quindi essere necessario un nuovo design per aiutare la toilette che devia l'urina a fare un passo avanti.Guidata dal designer Harald Gründl e in collaborazione con Larsen e altri ricercatori, l'agenzia di design austriaca EOOS (ora scorporata nell'azienda EOOS Next) ha presentato nel 2017 un concetto per una toilette per deviare l'urina che eliminerebbe la necessità per gli utenti di mirare e urinare è quasi invisibile (vedi »WC innovativo«).Il nuovo sistema sfrutta il cosiddetto effetto teiera: si basa sulla tendenza dell'acqua ad attaccarsi alle superfici.Nella toilette EOOS che devia l'urina, l'urina fuoriesce da sola sulla parte anteriore all'interno della toilette in un foro separato.Questa »trappola per orinatoi« è stata sviluppata con il sostegno finanziario della Bill & Melinda Gates Foundation di Seattle.La trappola per urine EOOS può essere installata in tutti i tipi di servizi igienici, dai modelli con base in ceramica di alta qualità al trono in plastica.Il produttore svizzero LAUFEN sta già producendo una toilette per la deviazione dell'urina per il mercato europeo sulla base di questo concetto.Tuttavia, il posto chiamato »salva!« è ancora troppo costoso per il mercato di massa.Anche l'Università di KwaZulu-Natal e il consiglio comunale di eThekwini hanno iniziato a testare i servizi igienici con un sifone per orinatoi, che separa l'urina e scarica i solidi.Questa volta, i ricercatori hanno anche in mente le esigenze degli utenti.Odili è ottimista sul fatto che le persone preferiranno i nuovi gabinetti che deviano l'urina a quelli vecchi, soprattutto perché hanno un odore migliore e sono più facili da usare.Tuttavia, sottolinea anche che gli uomini dovrebbero sedersi per urinare, il che sarebbe un importante cambiamento culturale in Sud Africa.Sarebbe quindi certamente d'aiuto se i servizi igienici fossero distribuiti anche nelle regioni più ricche e con una maggiore diversità, per evitare l'impressione che siano solo per i neri o per i poveri.Separare l'urina dagli altri rifiuti è solo il primo passo per trasformare i servizi igienico-sanitari.Il secondo è usarlo con saggezza.Nelle zone rurali, ad esempio, l'urina potrebbe essere conservata in barili per uccidere gli agenti patogeni prima di essere utilizzata come fertilizzante nei campi.L'Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) ha già fornito linee guida per questa applicazione.La situazione è più difficile nelle città.È qui che viene prodotta la maggior parte dell'urina.La posa di condotte fognarie separate per dirigere l'urina in una posizione centrale sarebbe troppo costosa.Ma anche il suo immagazzinamento e trasporto sarebbero costosi.Poiché l'urina è composta per circa il 95% da acqua, potresti concentrarla, ad esempio.In effetti, i gruppi di ricerca stanno già lavorando per asciugare l'urina nella toilette o nell'edificio, lasciando dietro di sé l'acqua in eccesso."Non è così facile", dice Larsen.Da un punto di vista tecnico, l'urina è "una pessima miscela".Oltre all'acqua, è costituito in gran parte da urea, un composto ricco di azoto che l'organismo produce come sottoprodotto del metabolismo delle proteine.L'urea di per sé è utile: prodotta artificialmente è usata come fertilizzante da più di 100 anni (vedi “Requisiti numerici”).Ma ha anche le sue insidie.Se combinato con l'acqua, si trasforma rapidamente in gas di ammoniaca, che conferisce all'urina il suo odore caratteristico.L'ammoniaca puzza, inquina l'aria e sottrae all'urea l'azoto utile.Il processo è catalizzato dall'ureasi, uno degli enzimi più efficienti in assoluto.Tuttavia, alcuni approcci lasciano che l'idrolisi faccia il suo corso.I ricercatori di Eawag, ad esempio, hanno sviluppato un nuovo metodo per ottenere una soluzione nutritiva concentrata dall'urina idrolizzata.Innanzitutto, in una vasca, i microrganismi convertono l'ammoniaca volatile in nitrato di ammonio non volatile, anch'esso un comune fertilizzante.Il liquido viene quindi concentrato in un alambicco.Un'azienda chiamata Vuna di Dübendorf sta lavorando alla commercializzazione del sistema per l'uso negli edifici e sta vendendo il prodotto risultante chiamato Aurin.In Svizzera, Aurin è già approvato per l'uso nella coltivazione di alimenti, una prima mondiale.Altri gruppi cercano di fermare la reazione di idrolisi.Ciò può essere ottenuto, ad esempio, alzando o abbassando il pH delle urine subito dopo la minzione.Nel campus dell'Università del Michigan è in fase di sviluppo un sistema per edifici che inietterà acido citrico nei tubi di una toilette separata e di un orinatoio senz'acqua.L'urina viene quindi concentrata mediante ripetuti congelamenti e scongelamenti.Tuttavia, il team SLU con sede a Gotland, guidato dall'ingegnere ambientale Björn Vinnerås, ha sviluppato un processo per essiccare l'urina in un tipo di urea solida che può essere miscelata con altri nutrienti.Il team sta attualmente testando il suo ultimo prototipo: una toilette con un essiccatore integrato.Questa toilette con essiccatore è installata nella sede dell'azienda svedese di servizi idrici e fognari VA SYD a Malmö.Ci sono anche procedure che prendono di mira i singoli nutrienti dalle urine.Una volta estratti, questi potrebbero inserirsi più facilmente nelle catene di approvvigionamento esistenti per fertilizzanti e prodotti chimici industriali, afferma l'ingegnere chimico William Tarpeh della Stanford University in California.Tarpeh sta sperimentando sfere di adsorbimento che assorbono selettivamente l'azoto sotto forma di ammoniaca o fosforo sotto forma di fosfato.Una volta saturo, il suo sistema utilizza un rigenerante, un liquido che scorre sulle perle, lavando via i nutrienti che ha assorbito.Tuttavia, i rigeneranti attualmente disponibili in commercio sono dannosi per l'ambiente.Il team di Tarpeh sta quindi cercando di produrre agenti di rigenerazione più economici e più rispettosi dell'ambiente.Ancora altri gruppi di ricerca vogliono usare l'urina per generare elettricità alimentando la sostanza nelle celle a combustibile microbiche.A Cape Town, in Sud Africa, un team ha persino sviluppato un modo per ricavare un mattone dall'urina.Viene miscelato con sabbia e batteri produttori di ureasi in una sostanza che può essere modellata in qualsiasi forma senza bruciare.E l'ESA sta considerando l'urina degli astronauti come una possibile risorsa per la costruzione di habitat sulla luna.Nonostante i molti possibili usi dell'urina, l'industria probabilmente non accetterà il cambiamento senza opporre resistenza.Le aziende di fertilizzanti e alimentari, gli agricoltori, i produttori di servizi igienici e le autorità di regolamentazione sono lente a cambiare strada."C'è un po' di inerzia", ​​dice Simha.All'Università della California a Berkeley, ad esempio, l'installazione della toilette LAUFEN save! per la ricerca e l'istruzione, compreso un tubo di scarico in un serbatoio di stoccaggio al piano sottostante, ha richiesto quasi tre anni e un costo di oltre $ 50.000.Ciò include le tasse per gli architetti, per la costruzione stessa e per la revisione dei codici della città, afferma l'ingegnere ambientale Kevin Orner, che ora lavora all'Università del West Virginia a Morgantown.Ma la toilette non è ancora finita: la mancanza di regole e regolamenti adeguati ha portato a problemi con la gestione dell'edificio, afferma Orner.E gli utenti finali possono anche essere scettici sull'uso di fertilizzanti a base di urina umana.Almeno in alcuni paesi come Francia, Cina e Uganda, la disponibilità a mangiare cibi fertilizzati con urea è vicina all'80%, secondo un sondaggio del 2021 (vedi "Lo mangeresti?").Larsen ritiene che la produzione di massa di tecnologie per la separazione delle urine sia imminente visti i recenti progressi.Ciò migliorerebbe notevolmente la gestione delle acque reflue."La separazione delle urine è la tecnologia giusta", afferma Larsen."Le persone devono solo essere coinvolte".© Springer Nature Limited Nature 602, pp. 202-206, 2022In caso di commenti sul contenuto di questo articolo, è possibile informare gli editori via e-mail.Leggiamo la tua lettera, ma ti chiediamo di 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