Fósforo, número 15 en la tabla periódica, puede ser altamente tóxico e inflamable y se ha utilizado en la guerra como dispositivo incendiario, sin embargo, también es esencial para la vida.

Como dijo el famoso escritor científico Isaac Asimov en su libro de 1974, Asimov sobre la química:"La vida puede multiplicarse hasta que se haya ido todo el fósforo y luego se produzca una parada inexorable que nada puede evitar".

Eso es porque el fósforo es esencial para todos los organismos vivos. Forma la columna vertebral de nuestro ADN, así como la molécula de trifosfato de adenosina (ATP) que se encuentra en las células y captura la energía química de los alimentos que comemos.

Todavía tenemos que encontrar un solo ser vivo que no requiera fósforo para sobrevivir. Pero no tenemos un suministro interminable de fósforo, y ahí es donde entra mi investigación.

Crece la demanda de fósforo

La demanda de fósforo y nitrógeno aumentó drásticamente en el siglo XX, ya que se descubrió que desempeñaba un papel crucial en los fertilizantes utilizados para el cultivo de cultivos.

En poco más de 50 años (entre 1961 y 2014) la producción de fertilizantes se multiplicó por diez debido a la llamada revolución verde.

Esto permitió un aumento mundial de la producción agrícola, particularmente en el mundo en desarrollo, que se utilizó para alimentar a una población mundial en constante crecimiento.

La alta demanda de nitrógeno se cubrió aumentando un proceso que captura nitrógeno e hidrógeno del aire fresco y lo utiliza para sintetizar amoníaco (el principal fertilizante a base de nitrógeno). Como el aire de la atmósfera de la Tierra está compuesto en un 78% de nitrógeno, La producción de amoníaco sintético solo estaba limitada por su costo.

Pero el fósforo generalmente se almacena en forma sólida o líquida, y la forma más barata de hacer frente a la gran demanda de fertilizantes de fósforo era extraerlos de rocas fosfatadas.

Las rocas de fosfato son un recurso limitado y no igualmente distribuido. Los cinco principales poseedores de rocas de fosfato:Marruecos y el Sahara Occidental, Porcelana, Argelia Siria, y Brasil:representan el 84% de las reservas mundiales. Australia tiene solo el 1,6%.

Como las rocas de fosfato son un recurso finito y no renovable, la extracción continua está provocando incertidumbres en nuestros suministros futuros.

Los pequeños suministros de fósforo

Una solución es buscar otros suministros de fósforo, y ahí es donde tú y yo podemos jugar un papel. Nuestra orina es una excelente fuente de materia prima para el fósforo.

Cada uno de nosotros excreta hasta medio kilogramo de fósforo al año, solo a través de nuestra orina. Esto hace que la orina sea la fuente más grande de fósforo de las áreas urbanas.

En el siglo XVII, el químico alemán Hennig Brandt eligió la orina para aislar el fósforo elemental. En su experimento, Hirvió cientos de litros de orina hasta obtener un jarabe espeso hasta que se destiló un aceite rojo.

Recogió el aceite y enfrió la orina. Después de descartar las sales formadas en el fondo de la mezcla, añadió de nuevo el aceite rojo. Calentando la mezcla durante 16 horas, saldría un humo blanco, luego aceite, y finalmente fósforo.

En realidad, estaba buscando la legendaria Piedra Filosofal que supuestamente convertiría cualquier metal en oro. Pudo haber fallado en eso, pero mostró lo fácil que era aislar el fósforo de la orina con herramientas poco sofisticadas.

Reducir, reutilizar, reciclar

Los enfoques actuales para el reciclaje de fósforo de nuestros desechos son mucho más prácticos y económicos en comparación con el método de Brandt.

Un número cada vez mayor de empresas buscan recuperar fósforo de las aguas residuales, incluso de la orina.

Nuevos fertilizantes derivados de la orina han ingresado al mercado y la carrera está en marcha para encontrar la tecnología óptima para convertir la orina maloliente en un producto seguro. fertilizante comercial no oloroso.

En Australia, Investigadores de la Universidad de Tecnología de Sydney han desarrollado un proceso que utiliza la orina como materia prima para producir fertilizantes y agua dulce. Se utilizan microorganismos seleccionados para oxidar los compuestos (malolientes) en la orina cruda y convertir el amoníaco volátil en nitratos más estables.

Luego, la orina tratada se filtra a través de una membrana, que retiene los microorganismos permitiendo su reutilización, mientras se deja pasar el fósforo y el nitrógeno solubles. La orina tratada y filtrada se concentra para alcanzar una concentración de nutrientes similar a los fertilizantes comerciales.

En el presente, este fertilizante, llamado UrVal, abreviatura de "You are Valuable", se está probando en el Royal Botanical Garden en el cultivo de perejil.

Claramente, estas nuevas innovaciones en la recuperación de nutrientes de los desechos nos permiten reducir la dependencia de un recurso finito (fósforo).

Pero también podrían permitirnos explorar la posibilidad de producir algún día alimentos fuera del planeta Tierra, donde necesitamos fertilizantes. Es posible que las rocas de fosfato no estén disponibles en tales lugares, pero tendríamos mucha orina.

Este artículo se ha vuelto a publicar de The Conversation con una licencia de Creative Commons. Lea el artículo original.