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Nova tecnologia transforma a urina espacial em fertilizante vegetal

Um passo importante para descobrir o futuro da nossa estação espacial.

• As viagens espaciais de longa distância exigirão uma vida autossuficiente e sustentável em ambientes fechados.
• As necessidades humanas básicas, como plantar alimentos e lidar com a água, ainda não foram totalmente abordadas pela pesquisa.
• Cientistas da Universidade de Tóquio desenvolveram uma maneira de converter a urina humana em fertilizante de amônia para o cultivo de alimentos.

Na ficção científica, eles têm tudo planejado: os ex-habitantes da Terra vagando pelas galáxias em enormes estações espaciais que não desperdiçam nada - tudo e todos são reciclado . Agora, porém, ainda há muito a ser descoberto. Soluções do mundo real têm que ser inventadas para que possam se unir para criar os ambientes fechados sustentáveis ​​que serão necessários para as espaçonaves e colônias espaciais, para não mencionar os ambientes terrestres hostis que esperamos explorar.

Pesquisadores da Universidade de Ciência de Tóquio, liderados por Norihiro Suzuki , acabam de publicar um estudo na forma de carta em New Journal of Chemistry . Ele propõe um sistema inovador para derivar fertilizante líquido à base de amônia da urina humana, uma situação vantajosa para ambas as partes, que lidaria simultaneamente com o lixo e beneficia a agricultura.

A ideia básica

Bem longe por nossa conta

Crédito: Luca Oleastri / Adobe Stock / gov-civ-guarda.pt

No passado, construímos comunidades em áreas que fornecem os recursos de que precisamos para nos sustentar. Quando precisamos cultivar alimentos, povoamos locais que têm água, terras para cultivar alimentos e criar gado, um clima decente, espaço suficiente para vivermos e assim por diante. Ao deixarmos ambientes tão aconchegantes, tudo isso sai pela câmara de descompressão. Do jeito que as coisas estão agora, tudo o que temos será o que trouxermos conosco ao sairmos entre as estrelas.

Entre os tipos de fertilizantes mais bem-sucedidos, tradicionalmente estão os dejetos animais ricos em nitrogênio. Com isso em mente, a equipe de Suzuki tem trabalhado na produção de amônia - que é feita de nitrogênio e oxigênio - derivada do composto ureia encontrado na urina.

Diz Suzuki , 'Entrei para' Space Agriteam 'envolvida na produção de alimentos, e minha especialização de pesquisa é em físico-química; portanto, tive a ideia de fazer um fertilizante líquido 'eletroquimicamente'. '

'Este processo é de interesse da perspectiva de fazer um produto útil', afirma Suzuki, 'isto é, amônia, de um produto residual, isto é, urina, usando equipamento comum à pressão atmosférica e temperatura ambiente.'

Como funciona

Crédito: Suzuki, et al./ New Journal of Chemistry

Os experimentos dos pesquisadores até agora usaram urina artificial.

O processo eletroquímico que os cientistas inventaram funciona à temperatura ambiente.

De um lado, uma célula de reação continha 50 mililitros de uma amostra de urina artificial e um eletrodo de diamante dopado com boro (BDD) em um fotocatalisador de óxido de titânio que era continuamente agitado durante todo o processo. Do outro, havia uma célula contrária na qual um eletrodo de platina foi imerso em água salgada. Quando uma corrente constante de 70 mA foi introduzida no eletrodo BDD, a uréia oxidou e formou átomos de amônia.

Como parte do experimento, os pesquisadores também expuseram o BDD imerso em fotocatalisador à luz para ver se isso afetava o processo, e descobriram que na verdade levava a menos amônia sendo oxidada.

A seguir, diz Suzuki, 'estamos planejando realizar o experimento com amostras reais de urina, porque contém não apenas elementos primários (fósforo, nitrogênio, potássio), mas também elementos secundários (enxofre, cálcio, magnésio) que são vitais para a nutrição das plantas ! '

Contagem decrescente

Da Universidade de Tóquio Space Agriteam faz parte da escola Centro de Pesquisa para Colônia Espacial . Obviamente, a agricultura no espaço é um elemento-chave no desenvolvimento do futuro da humanidade fora do planeta. Sua ênfase é encontrar soluções tecnológicas para o desenvolvimento de uma agricultura espacial segura e sustentável que possa prosperar em um ambiente totalmente fechado.

O potencial para a nova invenção dos pesquisadores é claro para Suzuki, que prevê 'que será útil para sustentar uma estadia de longo prazo em espaços extremamente fechados, como estações espaciais.'

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