Es un hallazgo clave en los esfuerzos por identificar alternativas más sostenibles a los fertilizantes ampliamente utilizados que contribuyen a la contaminación del agua. Sus altos niveles de nitrógeno y fósforo pueden estimular el crecimiento de algas, que pueden amenazar nuestras fuentes de agua potable.

La orina contiene nitrógeno, fósforo y potasio, nutrientes clave que las plantas necesitan para crecer. Hoy en día, los sistemas municipales de tratamiento no eliminan totalmente estos nutrientes de las aguas residuales antes de que se liberen en los ríos y arroyos. Al mismo tiempo, la fabricación de fertilizantes sintéticos es costosa e intensiva en energía.

U-M lidera el consorcio de investigadores más grande del país que explora la tecnología, los requisitos de los sistemas y las actitudes sociales asociadas con los fertilizantes derivados de la orina.

En los últimos años, el grupo ha estudiado la eliminación de bacterias, virus y productos farmacéuticos en la orina para mejorar la seguridad de los fertilizantes derivados de la orina.

En este nuevo estudio, los investigadores han demostrado que la práctica de «envejecer» la orina recolectada en recipientes sellados durante varios meses desactiva efectivamente el 99% de los genes resistentes a los antibióticos que estaban presentes en las bacterias en la orina.

«En base a nuestros resultados, creemos que los microorganismos en la orina descomponen el ADN extracelular en la orina muy rápidamente», dijo Krista Wigginton, profesora asociada de ingeniería civil y ambiental de U-M, y autora correspondiente de un estudio publicado hoy en Environmental Science and Technology.

«Eso significa que si las bacterias en la orina recolectada son resistentes a los antibióticos y las bacterias mueren, como lo hacen cuando se almacenan en la orina, el ADN liberado no representará un riesgo de transferir resistencia a las bacterias en el medio ambiente cuando se aplica el fertilizante.»

Investigaciones anteriores han demostrado que el ADN resistente a los antibióticos se puede encontrar en la orina, lo que plantea la cuestión de si los fertilizantes derivados de él podrían transmitir esa resistencia.

Los investigadores recolectaron orina de más de 100 hombres y mujeres y la almacenaron durante 12 a 16 meses. Durante ese período, los niveles de amoníaco en la orina aumentan, disminuyendo los niveles de acidez y matando a la mayoría de las bacterias que los donantes eliminan. Las bacterias de las infecciones del tracto urinario a menudo albergan resistencia a los antibióticos.

Cuando el amoníaco mata a las bacterias, vierten su ADN en la solución. Son estos fragmentos extracelulares de ADN los que los investigadores estudiaron para ver qué tan rápido se descompondrían.

La orina se ha utilizado como fertilizante para cultivos durante miles de años, pero en los últimos años se ha estado viendo de cerca como una forma de crear una economía circular de nutrientes. Podría permitir la fabricación de fertilizantes de una manera más respetuosa con el medio ambiente, reducir la energía necesaria para gestionar los nutrientes en las plantas de tratamiento de aguas residuales y crear fuentes de fertilizantes localizadas.

«Hay dos razones principales por las que creemos que el fertilizante de orina es el camino del futuro», dijo Wigginton. «Nuestro sistema agrícola actual no es sostenible, y la forma en que abordamos los nutrientes en nuestras aguas residuales puede ser mucho más eficiente.»

En su trabajo en curso, el equipo líder de U-M se está moviendo hacia entornos agrícolas.

«Estamos realizando experimentos de campo para evaluar tecnologías que procesan la orina en un fertilizante seguro y sostenible para cultivos alimentarios y otras plantas, como flores. Hasta ahora, nuestros resultados experimentales son bastante prometedores», dijo Nancy Love, Profesora Colegiada de Borchardt y Glysson y profesora de ingeniería civil y ambiental en U-M.

La investigación fue financiada por la Fundación Nacional de Ciencias.