Fósforo, número 15 na tabela periódica, pode ser altamente tóxico e inflamável e tem sido usado na guerra como um dispositivo incendiário, no entanto, também é essencial para a vida.

Como disse o famoso escritor de ciências Isaac Asimov em seu livro de 1974, Asimov sobre Química:"A vida pode se multiplicar até que todo o fósforo se vá e então há uma parada inexorável que nada pode impedir."

Isso porque o fósforo é essencial para todos os organismos vivos. Ele forma a espinha dorsal de nosso DNA, bem como a molécula de trifosfato de adenosina (ATP) que é encontrada nas células e captura a energia química dos alimentos que comemos.

Ainda não encontramos um único ser vivo que não necessite de fósforo para sobreviver. Mas não temos um suprimento infinito de fósforo, e é aí que entra minha pesquisa.

A demanda por fósforo cresce

A demanda por fósforo e nitrogênio aumentou dramaticamente no século 20, pois ele desempenhava um papel crucial no fertilizante usado para o cultivo.

Em pouco mais de 50 anos (entre 1961 e 2014), a produção de fertilizantes aumentou dez vezes devido à chamada revolução verde.

Isso permitiu um aumento mundial na produção agrícola, particularmente no mundo em desenvolvimento, que foi usado para alimentar uma população global cada vez maior.

A alta demanda por nitrogênio foi atendida com a aceleração de um processo que captura nitrogênio e hidrogênio do ar fresco e os usa para sintetizar amônia (o principal fertilizante à base de nitrogênio). Como o ar da atmosfera terrestre é composto por 78% de nitrogênio, a produção de amônia sintética era limitada apenas por seu custo.

Mas o fósforo é geralmente armazenado na forma sólida ou líquida, e a maneira mais barata de lidar com a alta demanda por fertilizantes fosfatados era extraí-los de rochas fosfáticas.

As rochas fosfáticas são um recurso limitado e não igualmente distribuído. Os cinco principais detentores de rochas fosfáticas - Marrocos e Saara Ocidental, China, Argélia, Síria, e Brasil - respondem por 84% das reservas mundiais. A Austrália detém apenas 1,6%.

Como as rochas fosfáticas são um recurso finito e não renovável, a extração contínua está causando incertezas em nossos estoques futuros.

O pequeno suprimento de fósforo

Uma solução é procurar outros suprimentos de fósforo, e é aí que você e eu podemos desempenhar um papel. Nossa urina é uma excelente fonte de matéria-prima para o fósforo.

Cada um de nós excreta até meio quilo de fósforo por ano, apenas através da nossa urina. Isso torna a urina a maior fonte de fósforo das áreas urbanas.

No século 17, o químico alemão Hennig Brandt escolheu a urina para isolar o fósforo elementar. Em seu experimento, ele ferveu centenas de litros de urina até um xarope espesso até que um óleo vermelho destilasse.

Ele coletou o óleo e esfriou a urina. Após descartar os sais formados no fundo da mistura, ele adicionou de volta o óleo vermelho. Ao aquecer de volta a mistura por 16 horas, uma fumaça branca sairia, então óleo, e finalmente fósforo.

Ele estava realmente procurando pela lendária Pedra Filosofal que supostamente transformaria qualquer metal em ouro. Ele pode ter falhado nisso, mas ele mostrou como era fácil isolar o fósforo da urina com ferramentas simples.

Reduzir, reuso, reciclar

As abordagens atuais para a reciclagem do fósforo de nossos resíduos são muito mais práticas e econômicas em comparação com o método de Brandt.

Um número crescente de empresas está procurando recuperar o fósforo das águas residuais, incluindo da urina.

Novos fertilizantes derivados de urina entraram no mercado e a corrida para encontrar a tecnologia ideal para converter urina fedorenta em um seguro, fertilizante comercial não odorífero.

Na Austrália, pesquisadores da University of Technology Sydney desenvolveram um processo que usa a urina como matéria-prima para a produção de fertilizantes e água doce. Microrganismos selecionados são usados ​​para oxidar os compostos (fedorentos) na urina bruta e converter a amônia volátil em nitratos mais estáveis.

A urina tratada é então filtrada através de uma membrana, que retém os microorganismos permitindo sua reutilização, enquanto permite a passagem do fósforo solúvel e do nitrogênio. A urina tratada e filtrada é concentrada para atingir uma concentração de nutrientes semelhante aos fertilizantes comerciais.

Atualmente, este fertilizante - chamado UrVal, abreviação de "Você é valioso" - está sendo testado no Royal Botanical Garden no cultivo de salsa.

Claramente, essas novas inovações na recuperação de nutrientes de resíduos nos permitem reduzir a dependência de um recurso finito (fósforo).

Mas também podem nos permitir explorar a possibilidade de um dia produzir alimentos fora do planeta Terra, onde precisamos de fertilizantes. As rochas fosfáticas podem não estar disponíveis em tais locais, mas teríamos bastante urina.

Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.