💩Bill Gates y los lodos fecales...Ahora en NETFLIX💧

 

Se publicó en el #67 de la revista Hypatia. Aquí se retoma gran parte de ese artículo y se indaga con mayor información. Para ver el artículo da click aquí

El documental de NETFLIX

En 2019 se estrenó una miniserie llamada "Bill Gates Bajo la Lupa" que en tres capítulos de una hora te narran la historia de Bill Gates desde la perspectiva de las personas más cercanas a él y de él mismo. Todas estas historias las van compaginando con las acciones humanitarias que Bill y su esposa Melinda impulsan a través de su fundación Bill & Melinda Gates Foundation (hoy llamada Gates Foundation). Una de esas acciones, y de la que trata este artículo, es el dar solución al manejo inadecuado de lodos fecales en países en desarrollo como Senegal.

¿Qué son los lodos fecales?

Nuestro sistema actual de saneamiento nos permite deshacernos de nuestras excretas con una "jalada" de nuestro nada eco-friendly retrete de hasta 23 L de capacidad... Nunca las volvemos a ver y no pensamos en ello hasta que tenemos que ir nuevamente al baño. Sin embargo, existen millones de personas que no tienen acceso a un sistema adecuado de saneamiento y recurren a defecar al aire libre o en una letrina, que muchas veces es sólo un hoyo en el suelo. Una vez lleno, los desechos (y patógenos) sobresalen del hoyo y se vacía.

¿Cómo vacían estas letrinas? En el mejor de los casos, se paga un camión cisterna que succiona los lodos de la letrina y los deposita en una estación tratadora, de funcionamiento muy cuestionable. No obstante, la norma es utilizar métodos manuales al aire libre, sin protección y muchas veces los lodos fecales terminan en la calle o en algún canal de agua cercano... ¡Que luego sirve de suministro de agua para la localidad!

Esto resulta en brotes recurrentes de cólera, otras infecciones y malnutrición. No por nada el saneamiento está incluido en los nuevos Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS 6) como uno de los retos de la humanidad a superar.

La situación requiere acciones urgentes pues, según la OMS, en 2019 murieron cerca de 1.4 millones de personas por causas ligadas a agua, saneamiento e higiene inseguros, alrededor de un millón de ellas por diarrea. Además, no sólo es cuestión de vida o muerte, es cuestión de dignidad humana.

La máquina... El Omniprocessor Janicki

Ahora bien, no es que no se hagan esfuerzos para mejorar el sistema de saneamiento de todas estas personas, pero la propuesta de Bill Gates es por demás llamativa...

Bill Gates buscó a Peter Janicki, amigo suyo y desarrollador de tecnología aeroespacial en la empresa Janicki Bioenergy (ahora Sedron Technologies), para que se le ocurriera cómo lidiar con los lodos fecales de manera ecológica y que fuera rentable... En el documental Peter dice "las puedo hervir".

Como combustible, el lodo fecal tiene un valor calorífico promedio de 17.3 MJ/kg que para poner en perspectiva, el carbón tiene un valor de 26 MJ/kg, lo cual lo hace suficientemente atractivo como biocombustible. Así, nació un proyecto piloto en 2015 llamado Omniprocesador Janicki para la ciudad Dakar, Senegal. Este primer prototipo es capaz de producir 10,800 L de agua potable al día y 100 kW de electricidad netos. La siguiente versión, será capaz de producir 86,000 L de agua potable y generar 250 kW de electricidad netos.

¿Cómo funciona el Omniprocesador Janicki?

De acuerdo con el documental, los lodos fecales se calientan al punto de obtener agua en forma de vapor; esta agua es condensada y pasa por un tratamiento (con procesos como ozono, carbón activado, ultrafiltración) para producir agua purificada (💧) lista para beber (recuerda al factor Yuck). Posteriormente, los lodos (💩) pasarían a un incinerador (de lecho fluidizado) a 1000°C obteniendo como subproductos: ceniza y vapor de agua a alta presión. Este último movería unas turbinas para generar electricidad (💡) que darían energía a toda la máquina y un excedente para vender o distribuir.

En resumen:

Lo que entra a la máquina son lodos fecales y se obtiene agua purificada, electricidad y ceniza (poquita dice Gates) y no emite contaminantes atmosféricos.

Entonces, ¿Por qué nadie lo había hecho?

Bill Gates en uno de sus blogs se preguntó esto mismo y concluye:

Porque las personas que entendían la tecnología no se enfermaban ni morían por el agua contaminada, y tampoco conocían a nadie que hubiera muerto o enfermado. Tampoco estaba claro cómo podían obtener ganancias trabajando en el problema. Fue un fracaso clásico de mercado. 

Lo cierto es que muchas de las ideas de la máquina ya se implementan para tratar, por ejemplo, lodos de aguas residuales y también para residuos sólidos. No es tecnología nueva, sin embargo, la innovación puede estar en cerrar el ciclo... En muchos países industrializados o de primer mundo, recuperar el agua de los lodos para purificar y beber no es atractivo, no es rentable y no existe tal necesidad; así también el saneamiento de las aguas ya está garantizado donde además, se aprovechan los lodos residuales para generar energía (quemando biogás) y amortizar un porcentaje del gran consumo energético de estas plantas.

Todo el sistema está pensado para garantizar un ambiente sano, proteger las fuentes de agua potable, no emitir contaminantes a la atmósfera, etc. Por eso, en teoría, la población paga por el servicio de saneamiento, las empresas venden el agua tratada y cobran por manejo de residuos sólidos, por mencionar algunos ejemplos. Es decir, en países en desarrollo, donde los servicios de saneamiento son vistos como un gasto innecesario, o hay poca vigilancia en el cumplimiento de las emisiones de contaminantes, pues el Omniprocesador Janicki tendría que demostrar ser un negocio muy atractivo para cambiar este paradigma.

En el documental de NETFLIX, concluyen diciendo que lo ideal sería encontrar inversionistas locales que vieran al Omniprocesador como un negocio rentable y que hubiera muchas de estas máquinas en donde se necesiten. Se trata de revalorizar los desechos, hacer biorrefinerías (como le dicen a esta clase de proyectos). Sin embargo, todavía faltan muchos años para lograr algo así.

Retos a superar

En un mundo capitalista que todo se mueve con dinero, el omniprocesador deberá demostrar que es económicamente viable. Pero tiene los siguientes retos para lograr esto:

Ojo cuidado, que nos vamos a poner un poco técnicos...🤓El lodo fecal antes de entrar a la máquina: ¿Has intentado encender un asador con carbón mojado? Difícil, ¿no? El agua se debe evaporar para que el combustible encienda, es por eso que en la industria generalmente requieren combustibles con menos del 10% en contenido de agua...Los lodos fecales pueden tener hasta un 95% en contenido de agua. Sin embargo, en el documental lo que ingresa al Omniprocessor Janicki es un lodo que se puede transportar en camiones, en carretillas o apalear. El lodo que se ve en el documental en camiones por lo menos tiene un 20% en contenido de sólidos. ¿Cómo logran pasar de un lodo líquido de un 95% en contenido de agua a un lodo biosólido de más de 20% en contenido de sólidos? ¿Qué tan difícil es quitarle el agua a este lodo? No es fácil.

En uno de los blogs en GATESNOTES dan un poco más de detalle... Dice que secan los lodos al dejarlos escurrir al sol sobre unas estructuras llamadas lechos de secado, que básicamente son tinas con un fondo de arena y un desagüe. Esto puede incrementar su porcentaje de sólidos desde un 20% a 30%. El agua que escurre y se colecta de los lechos de secado, en teoría, debería regresar a la planta de tratamiento de aguas residuales. Esta agua se puede usar para riego, pero es un agua con muchísimos patógenos. Estos lodos al pasar directamente a los lechos de secado sin una previa digestión (tratamiento de lodo para otro día) genera un lodo de muy mal olor y putrefacto pero con buen poder calorífico (porque ahí sigue la materia volátil de los lodos).

La segunda limitante de este método es que en promedio se requiere un área per cápita de 0.08 m2/día. Lo que significa que para el siguiente modelo del omniprocesador, tratar el lodo de 100,000 personas sería el equivalente a utilizar dos campos de fútbol en lechos de secado, además de que el lodo puede tardar hasta 19 días en secarse. Sin embargo, Bill Gates dice que esta segunda versión de la máquina podrá manejar este material mojado prescindiendo así de los lechos de secado...Esto aumenta la dificultad de operación pero es necesario si se quiere escalar el proceso.

Problemas de corrosión: El azufre y el cloro están presentes en los lodos fecales en concentraciones variables. Durante el proceso de combustión, generalmente se convierten en óxidos de azufre y cloruros. El cloro acelera la corrosión incrementando la oxidación, el desgaste del metal y ataca internamente. También puede haber formación de ácido sulfúrico en condiciones reductoras. Esos efectos se pueden apreciar aquí.

Ceniza: La incineración se asocia normalmente a las emisiones de contaminantes del aire como pueden ser las dioxinas, furanos y otros tóxicos. Sin embargo, las emisiones se minimizan cuando los lodos se incineran a 850°C, lo cual no es problema si se mantienen los 1000°C que dicen en el documental. Ahora, el Omniprocesador tiene sistemas de tratamiento de emisiones. Se explica algo en este video pero tiene muy mal audio.

Por otro lado, el documenta se les quiere valorar como material de construcción o como mejoradores de suelo al usarlos como fertilizante...un fertilizante alto en fósforo pero bajo en nitrógeno ya que el nitrógeno se pierde en su mayor parte como nitrógeno gaseoso durante la incineración.

Ahora, se ha hablado mucho que la ceniza puede servir para la construcción, sin embargo no es lo ideal... Los bloques de construcción con un porcentaje determinado de ceniza no tienen las mismas características que un block normal, su durabilidad se ve afectada, así que esta aplicación tiene restricciones.

Requerimiento de mano de obra altamente capacitada: En los videos se habla mucho de que se requieren soluciones simples, pero esto del Omniprocesador es todo menos simple. Estamos hablando de una máquina que es una termoeléctrica y una planta potabilizadora al mismo tiempo...Esto requiere mano de obra altamente capacitada y no será económico de mantener.

Conclusión

El manejo de los lodos fecales en países en desarrollo, sobre todo en África, parece no ser prioridad para los gobiernos de esos países, pese a que este mal manejo solo agrava los problemas en materia de salud y esto evidentemente afecta la productividad. Si bien la máquina Omniprocesador es una propuesta innovadora, sólo funcionará si es parte de un sistema de saneamiento que incluya un buen manejo de los lodos, esto es, que existan letrinas o fosas sépticas funcionales, y que su transporte sea seguro para los operadores. La máquina además requiere de una planta de tratamiento que trate el agua de los lechos de secado (o de la tecnología que vayan a aplicar), y sobre todo debe haber un buen programa de operación y mantenimiento. Todo esto es caro, y no funcionará hasta que tenga un financiamiento sostenido por la misma población.

El saneamiento no lo pueden pagar personas que hacen todo solo para sobrevivir, pero tal vez si se les quita el problema de enfermarse (por tener las excretas al aire libre), les da instalaciones dignas, digamos letrinas bien diseñadas, les ofrece servicios de energía eléctrica y agua (o sea, lo que ya hace el omniprocesador), tal vez en unos años esa población tenga más oportunidades para tener ingresos y ahora sí empezar a financiar el saneamiento con recaudación de impuestos y esas cosas.

De momento, la fundación Bill Gates, sigue financiando proyectos para que este sistema funcione. En la página de internet hay proyectos financiados recientemente justo para mejorar letrinas y mejorar la tecnología de deshidratación de los lodos. Los esfuerzos continúan y ojalá algún día se logre crear un nuevo sistema de saneamiento para todas estas personas.

ANEXO

Estos son sólo algunos ejemplos de los proyectos relacionados con el manejo de los lodos fecales que se muestran en la página de Bill & Melinda Gates Foundation. Algunos de ellos seguro tendrían que ver con la creación de esta máquina o para mejorarla. Así que hay que seguirles la pista.

Los proyectos alrededor de la máquina.

Proyecto 1:

Fecha: Noviembre 2014 

Proyecto: Promover la recolección segura de lodo fecal y la prestación de servicios de saneamiento a las poblaciones de bajos ingresos en asentamientos urbanos informales mediante el establecimiento de cadenas de suministro escalables para el abastecimiento de lodo fecal, desarrollando procesos para convertir el lodo fecal en subproductos vendibles y desarrollando los mercados de subproductos de lodos fecales.

 Monto: $ 2,347,479 

Lugar: Atlanta, Georgia

Proyecto 2:

Noviembre 2015 

Para mejorar la recolección y el transporte sanitario de lodos fecales en Sierra Leona a través de un entorno normativo fortalecido e infraestructura pública, y aumentar la conciencia pública y la utilización de los servicios de gestión de lodos fecales 

$598,027 Dublin

Proyecto 3:

Fecha: Julio 2013 

Proyecto: Para examinar aspectos clave del tratamiento de lodos fecales mediante fermentación y digestión anaerobia secuencial $273,083 Nueva York, Nueva York

Noviembre 2018 Para aumentar el volumen de lodo fecal que se gestiona de forma segura al 80%, y el volumen gestionado de forma segura en asentamientos informales al 60% al facilitar el acceso a servicios mejorados de saneamiento in situ, principalmente dirigidos a los pobres y desatendidos

Monto: $4,301,821

Lugar: Kampaka, Kampala

Proyecto 4:

Fecha: Septiembre 2018 

Proyecto: Para desarrollar aún más la tecnología de deshidratación de lodos fecales a niveles sólidos totales adecuados para el procesamiento en Omniprocesadores de tamaño medio. 

Monto: $1,841,555 

Lugar: Sunderland, Sunderland

Proyecto 5:

Fecha: Noviembre de 2011 

Proyecto: Para apoyar la creación de una cadena de valor de saneamiento sostenible a gran escala en Dakar, Senegal, que incluye la gestión mecanizada de lodos fecales 

Monto: $8,352,940 

Lugar: Dakar

Referencias

• Hafford, L. M., Ward, B. J., Weimer, A. W., & Linden, K. (2018). Fecal sludge as a fuel: Characterization, cofire limits, and evaluation of quality improvement measures. Water Science and Technology, 78(12), 2437–2448. https://doi.org/10.2166/wst.2019.005
• Lummukka, T. (2014). Effects of co-combustion of biofuels on chlorine corrosion of furnace surfaces and prevention methods.
• Ogada, T., & Werther, J. (1996). Combustion characteristics of wet sludge in a fluidized bed: Release and combustion of the volatiles. Fuel, 75(5), 617–626. https://doi.org/10.1016/0016-2361(95)00280-4
• Strande, L. (2014). Faecal Sludge Management – Systems Approach for Implementation and Operation. In Water Intelligence Online (Vol. 13). https://doi.org/10.2166/9781780404738
• Tchobanoglous, G., Burton, F. L. (Franklin L., Stensel, H. D., & Metcalf & Eddy. (2003). Wastewater engineering : treatment and reuse. McGraw-Hill.

Ligas de internet

• https://en.reset.org/blog/omni-processor-turning-sewage-drinking-water-senegal-and-beyond-01112020
• https://www.gatesnotes.com/sanitizing-in-senegal
• https://www.gatesnotes.com/omni-processor-update
• https://en.reset.org/reinventing-toilet-piloting-janicki-omni-processor-dakar-senegal-01072020/