Cientistas preveem reciclo de fezes como parte de uma economia extrema
Algumas estações de tratamento de águas residuais já estão usando um processo dependente de micróbios para criar gás biometano — uma alternativa de combustível sustentável, a partir de esgoto
Imagine que você está jantando em um prato de cerâmica e bebendo água de um copo de plástico enquanto está sentado em uma casa de tijolos — um cenário aparentemente comum, exceto que seu prato, copo e sua casa são feitos em parte de fezes recicladas.
Agora imagine usar seu cocô para impulsionar uma nave espacial para Marte e protegê-lo da radiação cósmica ao longo do caminho.
Em meu próximo livro, “Flush: The Remarkable Science of an Improvable Treasure”, descrevo como o subproduto incompreendido de nossa vida diária é um recurso natural muito subvalorizado.
O cocô tem poder: como remédio, fertilizante, gás biometano e água de reuso, entre outras aplicações comprovadas.
Mas isso é apenas arranhar a superfície de nosso potencial excremental; seus atributos biológicos, químicos e físicos inspiraram um brainstorming ainda mais amplo e prospectivo sobre o que mais podemos criar a partir de nossos resíduos.
Um ativo oculto para exploração espacial
Os limites extremos do espaço, em particular, impulsionaram a inovação científica em direção a uma economia mais circular, onde nada é desperdiçado. Essa invenção, por sua vez, dependeu de uma verdade universal: todo mundo tem que ir algum dia, até mesmo os astronautas.
Entre os desafios de crowdsourcing com tema de cocô da Nasa, uma competição recente buscou novas ideias de design para um banheiro lunar, enquanto outro — o Waste to Base Materials Challenge: Sustainable Reprocessing in Space — pediu ao público para ajudar a debater como reaproveitar o lixo de ambos os astronautas e dejetos corporais.
É tudo uma questão de voo autossuficiente: Steve Sepka, gerente de projeto do Sistema de Compactação e Processamento de Lixo do Centro de Pesquisa Ames da Nasa, na Califórnia, disse que um objetivo é criar polímeros a partir de resíduos orgânicos que possam ser usados em sistemas de propulsão para voos espaciais — como bem como missões de superfície planetária.
Para um voo de volta de Marte, a agência espacial inicialmente procurou produzir combustível a partir de recursos do planeta vermelho, escreveu Sepka em um e-mail. Mas a Nasa agora está considerando se o reaproveitamento de resíduos da própria tripulação poderia ajudar os astronautas, bem, a decolar.
Quanto à proteção dos tripulantes de níveis perigosamente altos de radiação no espaço sideral durante uma viagem prolongada, cientistas sugeriram que a densidade de moléculas nas águas residuais poderia oferecer uma solução.
Uma proposta multifuncional da Nasa, chamada “Water Walls Architecture”, prevê uma cápsula espacial forrada com vários compartimentos de água, bem como resíduos esterilizados implantados como proteção contra radiação.
O ingrediente primário da urina e das fezes é a água, e os átomos de hidrogênio e oxigênio compactados na água oferecem uma densidade mais alta de núcleos bloqueadores de raios cósmicos do que os metais.
Um escudo à base de água pode funcionar bem para bloquear partículas de radiação, disse Peter Guida, biólogo de ligação do Laboratório Nacional de Radiação Espacial da Nasa e cientista de sua instituição anfitriã, o Brookhaven National Laboratory, em Nova York.
No espaço, cada grama de carga – incluindo água pesada, mas necessária – é preciosa. “Se você tem isso de qualquer maneira, você pode usá-lo para alguma coisa?” ele disse. “Em teoria, deve funcionar.”
Uma proposta de plástico
Agora tente reimaginar as estações de tratamento de águas residuais na Terra, funcionando como instalações de recuperação de recursos multifuncionais. Como alternativa aos plásticos feitos de combustíveis fósseis, por exemplo, os pesquisadores estão avançando na produção de bioplásticos seguros e biodegradáveis a partir de fluxos de resíduos existentes.
Criar garrafas, recipientes e outros produtos bioplásticos amigos do planeta a partir do que deixamos para trás ainda é um trabalho em andamento, disse Zeynep Cetecioglu Gurol, professor associado de biotecnologia industrial do KTH Royal Institute of Technology em Estocolmo, Suécia.
Mesmo assim, desenvolver um método eficiente e acessível para recuperar novos produtos de águas residuais pode ajudar a compensar o dinheiro, o tempo e o esforço gastos pelas estações de tratamento para atender aos limites de poluição na água descartada. “Acho que é um ganha-ganha”, disse ela.
Muitas estações de tratamento de águas residuais já estão usando um processo dependente de micróbios chamado digestão anaeróbica para criar gás biometano, uma alternativa de combustível sustentável, a partir de esgoto.
Cetecioglu Gurol e outros pesquisadores descobriram que os compostos orgânicos criados durante esse processo de produção de biogás fornecem uma boa fonte de carbono para a criação de bioplásticos. O objetivo agora é aumentar a eficiência da produção. “Ainda estamos nos primeiros passos”, disse ela.
Um tipo de bioplástico chamado polihidroxibutirato, ou PHB, é produzido naturalmente por algumas espécies bacterianas à medida que se alimentam de material orgânico. Testes sugerem que o PHB pode substituir uma variedade de plásticos à base de petróleo e que, ao contrário deles, ele se biodegrada rapidamente em condições ambientais normais.
Uma cepa bacteriana chamada Zobellella denitrificans ZD1 atraiu a atenção de pesquisadores como Kung-Hui Chu, professor de meio ambiente, recursos hídricos e engenharia costeira da Texas A&M University.
Chu e seus colegas descobriram que a cepa, que normalmente vive em manguezais, também pode prosperar com glicerol (um subproduto industrial), águas residuais e lodo de esgoto. Sua capacidade de acumular PHB quando cultivado em uma variedade de condições o torna um candidato promissor para transformar resíduos em bioplásticos ou em outros produtos úteis, como ração para peixes.
Uma carga elevada de tijolos
Em todo o mundo, os sólidos de esgoto tratados ainda são comumente queimados ou enterrados. Mas a incineração de resíduos cria cinzas que, embora reduzidas a uma fração do volume inicial, ainda são frequentemente despejadas em aterros sanitários. Aqui também, os pesquisadores estão investigando ativamente como converter os sólidos e as cinzas em produtos úteis.
Esses processos de reciclagem podem render uma tonelada de tijolos. Engenheiros do Royal Melbourne Institute of Technology, na Austrália, se concentraram em aliviar o problema ambiental de escavar solo argiloso para a produção de tijolos, em parte explorando como incorporar sólidos de esgoto tratados, ou biossólidos, em tijolos queimados. Se fazer tijolos de cocô parece uma aplicação incomum, considere que o esterco animal tem sido usado para construir casas e produzir cerâmica por séculos.
Quando queimados por 10 horas a quase 1.093ºC os tijolos de barro com quantidades variadas de biossólidos tratados dos moradores de Melbourne não eram tão fortes quanto os tradicionais. Mas eles eram isolantes mais leves e melhores — e de outra forma indistinguíveis em aparência e odor.
Um artigo de 2019 do engenheiro civil Abbas Mohajerani e colegas do instituto sugeriram que tijolos feitos com pelo menos 15% de biossólidos ainda poderiam atender aos requisitos de engenharia enquanto teoricamente reciclavam os milhões de toneladas de cocô restante.
Um estudo de acompanhamento de outro grupo de pesquisadores do instituto de Melbourne sugeriu que biossólidos brutos, biochar (carvão feito de biossólidos) e cinzas de lodo de esgoto incinerados poderiam ser usados como materiais de substituição de cimento. Outros pesquisadores do Reino Unido sugeriram que as cinzas de lodo de esgoto poderiam ser reutilizadas de forma viável em telhas e cerâmicas de vidro, com potencial para amplas aplicações na indústria da construção.
O Museo Della Merda na Lombardia, Itália, de fato, já criou azulejos de terracota, vasos de flores e utensílios de mesa a partir de uma mistura de torta de vaca e argila. Chama-se Merdacota.
O fator eca, é claro, pode ser uma barreira maior para produtos de consumo reaproveitados de cocô, como copos de bioplástico e pratos de cerâmica. Mas o ambiente hostil do espaço e os desafios crescentes de extrair recursos em nosso próprio planeta estão ajudando os pesquisadores a obter uma fonte de matérias-primas que podem ajudar na exploração e aumentar os investimentos em infraestrutura de saneamento, convertendo fluxos de resíduos em receita. Melhor ainda? Este ativo natural em particular nunca secará.
