Científicos de la Universidad de Stanford han diseñado un sistema innovador que convierte la orina humana en fertilizante y electricidad sin depender de la red eléctrica. El avance, publicado en Nature Water, abre nuevas vías para la gestión sostenible de desechos y recursos energéticos.
El dispositivo, bautizado como solar-ECS, funciona con energía solar y extrae nutrientes de la orina para transformarlos en sulfato de amonio, un fertilizante muy usado en la agricultura. Al mismo tiempo, la energía generada puede aprovecharse para tareas básicas y hace más seguras las aguas residuales, reduciendo riesgos sanitarios.
William Tarpeh, profesor de ingeniería química y líder del proyecto, explicó que la clave está en cambiar la mirada hacia los residuos. “Estamos convirtiendo un problema en múltiples recursos: fertilizante, energía y saneamiento”. Sus cálculos revelan que la orina humana contiene cerca del 14% de la demanda anual global de nitrógeno para fertilizantes.
El proceso es sencillo pero eficiente, mediante cámaras electroquímicas y membranas, el sistema separa el amoníaco impulsado por electricidad solar. El calor residual de los paneles acelera la reacción, evita sobrecalentamientos y aumenta la eficiencia en la captura del gas, generando un fertilizante de alta pureza listo para su uso en cultivos.
Un detalle crucial es que no requiere grandes infraestructuras. Con paneles solares y el prototipo basta para obtener fertilizante de forma local. Esto permitiría que comunidades rurales de África o Asia reduzcan su dependencia de importaciones y produzcan energía y alimentos de manera autónoma.
El equipo desarrolló además un modelo económico para medir la viabilidad. En Uganda, donde los fertilizantes son costosos y la red energética limitada, el sistema podría generar hasta 4,13 dólares por kilogramo de nitrógeno recuperado, más del doble que en Estados Unidos. En la práctica, representa ingresos adicionales y menos gastos para agricultores locales.
Los beneficios no son solo agrícolas, al tratar la orina, el sistema también resuelve un problema de salud pública. Aguas residuales sin tratamiento contaminan ríos y acuíferos, favorecen la proliferación de algas y dañan ecosistemas. Con este enfoque, se neutralizan riesgos y se obtiene saneamiento en lugares sin alcantarillado.
Orisa Coombs, estudiante de doctorado y coautora, destacó la sencillez del prototipo. “No se necesita una planta química ni acceso a la red. Con suficiente luz solar, se produce fertilizante justo donde se requiere y hasta puede almacenarse electricidad para otros usos cotidianos”.
El diseño además es escalable, al integrar el calor residual y mejorar la eficiencia de las membranas, recupera un 20% más de amoníaco que intentos anteriores. Con estas mejoras, podría implementarse incluso en plantas de tratamiento de aguas a gran escala.
Más allá de lo técnico, la innovación marca un cambio de paradigma: agua, energía y alimentos como sistemas interconectados. Aprovechar nutrientes que hoy se desperdician podría ser clave para alcanzar los Objetivos de Desarrollo Sostenible vinculados con hambre cero, agua limpia y energía asequible.
