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Los excrementos humanos, como las heces de muchos animales, tienen nutrientes que pueden nutrir el suelo. Es rico en nitrógeno y fósforo, dos nutrientes clave para las plantas. El uso de excrementos humanos y materiales derivados de excrementos humanos (HEDM) como estiércol puede resolver una serie de problemas modernos: reducir nuestra dependencia de fertilizantes sintéticos, mejorar la fertilidad del suelo y ayudarnos a gestionar los residuos. Sin embargo, muy pocos de nosotros consideraríamos… apetitosos los alimentos cultivados a partir de excrementos humanos.

¿Cómo te sentirías acerca de los alimentos cultivados con tu excremento?

Sorpresa, esto ya lo hacemos, de una forma u otra. El estiércol es la caca de herbívoros y pájaros, e incluso utilizamos como fertilizante la caca de murciélago rica en amoniaco, llamada guano. Sin embargo, los excrementos humanos, asociados con prejuicios y preocupaciones sobre la seguridad, permanecen donde están o terminan en las aguas residuales.

El uso de excrementos humanos y materiales derivados de excrementos humanos (HEDM) como estiércol puede resolver varios problemas modernos al reducir nuestra dependencia de fertilizantes sintéticos, mejorar la fertilidad del suelo y ayudarnos a gestionar los desechos.

También hay algunos ejemplos de heces humanas utilizadas con éxito en la agricultura, tanto históricamente como en los tiempos modernos.

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¿Por qué necesitamos reciclar los desechos humanos?

Se prevé que la población mundial alcance los 8.500 millones en 2030. Este rápido aumento de la población va acompañado de una rápida urbanización. Esto ha generado desafíos en la gestión y eliminación de desechos humanos en áreas urbanas y semirrurales. Por otro lado, un rápido aumento de la población también significa que nuestra producción de alimentos debe aumentar para garantizar que haya suficientes alimentos para sustentar a la población.

El ODS 2.4 de las Naciones Unidas exige sistemas de producción de alimentos sostenibles que mantengan nuestros ecosistemas y al mismo tiempo mejoren la calidad del suelo y la tierra.

También piden una reducción de la generación de residuos mediante la prevención, la reducción, el reciclaje y la reutilización.

La reducción de la generación de residuos es posible reciclando los excrementos humanos como estiércol, lo que también mejoraría el contenido orgánico de nuestro suelo.

Pocos de nosotros consideraríamos apetitosos los alimentos cultivados con excrementos humanos (Créditos: atlascompany/Freepik)

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¿Qué hay en los excrementos?

Podríamos llamar a nuestra orina y heces “productos de desecho”, pero aún tienen nutrientes que pueden nutrir el suelo.

La orina humana contiene 90% de agua, 13% de carbono, 14-18% de nitrógeno, 3,7% de fósforo y 3,7% de potasio. La urea representa el 50% de los compuestos orgánicos de la orina y el 85% del nitrógeno se fija en la urea. El 5% restante de nitrógeno está presente como amoníaco total. Poco después de orinar, la urea es hidrolizada por bacterias y convertida en bicarbonato y carbonato, dejando el 90% del nitrógeno presente en forma de amoníaco.

Las heces humanas contienen 75% de agua en peso y 25% de material sólido, que incluye 50% de carbono, 5-7% de nitrógeno, 3-5,4% de fósforo y 1-2,5% de potasio. La orina y las heces también contienen micronutrientes, como magnesio y selenio.

Todos estos nutrientes se pueden reciclar eficazmente para cultivar. Se ha estimado que 520 kg de excremento humano pueden producir 7,5 kg de nitrógeno, fósforo, potasio y micronutrientes que pueden producir 250 kg de cereales, alimento suficiente para una persona al año.

Sin embargo, los excrementos humanos también contienen patógenos, metales pesados, fármacos y hormonas sintéticas, lo que significa que debemos tratar los desechos humanos antes de utilizarlos en el campo.

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Esto no es una idea nueva

Los seres humanos han estado utilizando excrementos con fines agrícolas desde al menos principios del siglo IX. Países como China y Japón han utilizado desechos humanos como fertilizante desde el siglo XVI.

En el siglo XVIII, los desechos humanos eran muy valorados por su uso como estiércol en las granjas de Japón, donde había pocas tierras fértiles para la agricultura. Por lo tanto, los excrementos humanos de las ciudades densamente pobladas fueron transportados a las tierras de cultivo. Hay informes de que los granjeros que no podían permitirse el lujo de comprar excremento incluso lo robaban, un delito castigado por la ley. Esta demanda también mantuvo limpias las ciudades, ya que todos los residuos fueron recogidos y aprovechados.

Los agricultores europeos comenzaron a utilizar fertilizantes de desechos humanos en el siglo XIX, pero luego cambiaron a fertilizantes sintéticos. Algunos pequeños agricultores de China, el sudeste asiático, África y América Latina siguen utilizando excrementos humanos como estiércol.

Los seres humanos han estado utilizando excrementos para cultivar alimentos desde principios del siglo IX (Créditos: NeoLeo/Shutterstock)

El factor 'asque'

A pesar de los datos sobre los beneficios de utilizar excrementos humanos como estiércol, los consumidores y agricultores pueden resistirse a la idea debido a tabúes socioculturales. Los agricultores no quieren utilizar excrementos frescos como estiércol porque “[…] Las excretas frescas están asociadas con mal olor, repulsión visual y varios tipos de enfermedades potenciales”. También existe el temor a los riesgos para la salud asociados con la manipulación de desechos humanos.

Una encuesta realizada a 400 agricultores en Ghana concluyó que la mayoría (87%) consideraba que los excrementos humanos eran un riesgo para la salud que no debía manipularse manualmente ni de ningún otro modo. Sin embargo, coincidieron en que los excrementos humanos son buenos para los cultivos. Esta encuesta concluyó que las mujeres, en general, tienen una percepción más negativa sobre los excrementos humanos que los hombres. También observaron que los productores de hortalizas y frutas tienen menos probabilidades de adoptar estiércol de excrementos humanos que los agricultores de cereales.

Otra preocupación es si los consumidores estarán dispuestos a comer productos cultivados con excrementos humanos. En la encuesta realizada en Ghana, los participantes no “pensaron” que los excrementos humanos alterarían el sabor o la calidad del producto y dijeron que lo comerían.

Incluso cuando los agricultores están dispuestos a utilizar HDEM, las barreras regulatorias y de los consumidores les impiden adoptarlo. Las barreras culturales y religiosas también pueden convertir los excrementos humanos en un tabú que no debería manejarse, incluso cuando las comunidades se dan cuenta del potencial de su uso.

Las regulaciones sobre el uso de excrementos humanos como estiércol no son claras, lo que plantea un desafío para su uso en la agricultura comercial. Esto es especialmente cierto para los agricultores que cultivan productos para el mercado de exportación, ya que deben cumplir con las regulaciones de sus mercados objetivo y, a veces, de un tercero desconocido.

Por ejemplo, un certificador internacional de garantía de calidad, Global GAP, no permite el uso de aguas residuales humanas tratadas en granjas. Por lo tanto, todos los agricultores certificados por Global GAP no están dispuestos a adoptar estiércol de excrementos humanos.

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Se necesitan más datos

Más datos sobre la seguridad y eficacia del uso de excrementos humanos como estiércol pueden ayudar a lograr una aceptación más amplia, tanto entre los consumidores como entre los organismos reguladores.

Investigadores en Alemania cultivaron repollo en suelo suplementado con tres tipos de HDEM, dos de orina humana y uno de heces humanas, y compararon el rendimiento con un fertilizante orgánico comercial. El rendimiento de los fertilizantes a base de orina fue comparable o superior al de los fertilizantes comerciales, mientras que el rendimiento del cultivo fertilizado con heces fue entre un 20 y un 30 % menor. Sin embargo, el fertilizante a base de heces mejoró el contenido de carbono del suelo, lo cual es un efecto a largo plazo.

Más importante aún, evaluaron la seguridad de estos fertilizantes analizando los excrementos humanos en busca de sustancias químicas, como repelentes de insectos, aditivos de caucho, retardantes de llama, analgésicos y hormonas. Casi el 93% de ellos no fueron detectados y el 7% restante se detectaron en concentraciones muy bajas. Por ejemplo, detectaron carbamazepina, un fármaco utilizado para tratar trastornos neurológicos, en concentraciones tan bajas que los investigadores calcularon que un comprador necesitaría consumir “medio millón de cabezas de repollo para tomar el equivalente a una pastilla de carbamazepina”.

Investigadores en Alemania cultivaron repollo en suelo suplementado con excrementos humanos (Créditos: stockdevil/Freepik)

Conclusión

Los agricultores son conscientes de los beneficios del uso de excrementos humanos para mejorar el valor de los nutrientes del suelo y reducir el costo de sus operaciones. Sin embargo, a veces dudan en utilizarlo debido a tabúes sociales y preocupaciones sobre la aceptación del consumidor.

El procesamiento de desechos humanos mediante tecnologías de tratamiento, peletización, envasado y certificación para que los productos sean seguros puede ser una forma de aumentar la adopción. El uso de excrementos humanos tratados también tiene en cuenta el riesgo percibido para la salud. Los esquemas locales de certificación y garantía que prueben adecuadamente la seguridad del estiércol de excrementos humanos y luego permitan su uso pueden fomentar una adopción aún más amplia, lo que sin duda beneficiaría a nuestra población hambrienta y en constante crecimiento.

Referencias (haga clic para ampliar)

1. Una historia de los desechos humanos como fertilizante.
2. Gwara, S., Wale, E., Odindo, A. y Buckley, C. (2021, 13 de febrero). Actitudes y percepciones sobre el uso agrícola de excrementos humanos y materiales derivados de excrementos humanos: una revisión del alcance. Agricultura. MDPI AG.
3. Fred, N., Kwasi, O.-Y., Kofi, P., Flemming, K. y Robert, CA (1 de octubre de 2014). Percepción de los agricultores sobre la reutilización de excrementos en la agricultura periurbana en el sur de Ghana. Revista de Desarrollo y Economía Agrícola. Publicaciones académicas.
4. Harder, R., Wielemaker, R., Larsen, TA, Zeeman, G. y Öberg, G. (29 de enero de 2019). Reciclaje de nutrientes contenidos en excretas humanas para la agricultura: vías, procesos y productos. Revisiones críticas en ciencia y tecnología ambientales. Informa Reino Unido Limited.
5. Sugihara, R. (2020). Reutilización de excrementos humanos en países en desarrollo: optimización de la fertilización agrícola. Consilience, No 22 (2020): Número veintidós: 2020.
6. Moya, B., Parker, A. y Sakrabani, R. (mayo de 2019). Desafíos al uso de fertilizantes derivados de excrementos humanos: el caso de las exportaciones de hortalizas de Kenia a Europa y la influencia de los sistemas de certificación. Política Alimentaria. Elsevier BV.

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Muchos animales salvajes producen su propia versión de loción de protección solar. Los hipopótamos producen sudor con sustancias químicas que absorben la dañina radiación ultravioleta, mientras que el pez cebra produce una sustancia llamada gadusol que protege a los peces y sus huevos del daño de los rayos ultravioleta.

Imagínese ir a la playa en un día soleado y brillante, pero se le olvidó aplicar protector solar; esta es una historia común con un final doloroso para muchas personas con piel sensible o clara.

Nunca juegues al juego de adivinanzas con protector solar

Unas pocas horas al sol sin protector solar pueden convertir nuestra piel en un doloroso desastre rojo que se siente caliente al tacto, pero ¿te has preguntado alguna vez si los animales enfrentan un problema similar? ¿Se broncean y se queman con el sol? Después de todo, pasan más horas que nosotros deambulando en busca de agua y comida bajo el implacable sol.

Si bien una práctica botella de protector solar puede salvarnos de la ira de las quemaduras solares, ¿hay algo que proteja a los animales de quemarse?

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¿Los animales se queman con el sol?

El culpable de las quemaduras solares es bastante evidente: el sol. La exposición prolongada a los rayos UV del sol, principalmente los rayos UV-B, provoca que nuestra piel desarrolle quemaduras solares.

Los rayos UVB llegan más profundamente a la piel y causan daños en la piel, así como daños en el ADN, en algunos casos (Créditos: yabluko_draws/Freepik)

Y para responder a la pregunta, sí, los animales se enfrentan a la sensación de escozor de las quemaduras solares. Así como los humanos permanecen protegidos por la ropa y la sombra, el pelaje de un animal también protege su piel del daño. Sin embargo, hay animales como cerdos, hipopótamos, rinocerontes, elefantes y otros que tienen muy poco pelo cubriendo su piel.

Sin una capa de pelo que los proteja, estos animales quedan expuestos al frío o, más exactamente, al sol. Sin embargo, cuando una puerta se cierra, la naturaleza abre una ventana: el protector solar casero. Algunos animales tienen la talentosa habilidad de crear su propio protector solar.

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El sudor rojo de los hipopótamos

Imagina que es un día caluroso de verano y puedes sentir gotas de agua corriendo por tu frente, mientras se forma una mancha húmeda, oscura y a veces apestosa, en la manga debajo de la axila.

El sudor es común en la mayoría de los mamíferos, como los monos y los caballos. La sudoración, en su mayor parte, ayuda a la termorregulación. Ayuda a refrescar el cuerpo en un día caluroso y soleado.

Sin embargo, a diferencia de nuestro sudor, que nos deja un olor corporal indeseable, hay un animal cuyo sudor es de gran valor para ellos: los hipopótamos, los animales grandes que parecen graciosos, pero que en realidad están enojados todo el tiempo.

Los hipopótamos secretan un sudor parecido a la sangre que protege su piel sin pelo del fuerte sol. El sudor es muy alcalino, con un rango de pH de 8,5 a 10,5, en comparación con nuestro sudor con un pH de alrededor de 6,3. Dicho esto, esta secreción no es realmente sudor, por así decirlo. El líquido viscoso es secretado por una glándula subdérmica, no por una glándula sudorípara.

Los hipopótamos tienen glándulas subdérmicas que producen un líquido incoloro que luego se vuelve rojo (Créditos: wirestock/Freepik y kasarp studio/Shutterstock)

Inicialmente, esta secreción es incolora, pero poco después de la exposición al medio ambiente se vuelve roja y luego marrón a medida que el pigmento se polimeriza gradualmente. Los pigmentos responsables de dar a la secreción su identidad rojo sangre fueron aislados y denominados ácido hipoposudórico (pigmento rojo) y ácido norhipposudórico (pigmento naranja).

Estos dos pigmentos son la razón por la que los hipopótamos están siempre protegidos del sol. Las secreciones absorben los dañinos rayos UV (200-600 nm), lo que permite decir con seguridad que actúan como protector solar. También tienen propiedades antibióticas contra algunas bacterias.

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¿Los peces necesitan protección solar?

Se puede entender claramente por qué los animales que deambulan por la tierra necesitarían protección solar, pero ¿qué pasa con la vida acuática? Dado que viven casi exclusivamente bajo el agua, ¿corren riesgo de quemarse con el sol?

Una cantidad significativa de rayos UVB puede penetrar en el agua a profundidades de >10 m (Créditos: kichigin/Freepik)

Por improbable que parezca, incluso en las profundidades del agua, los peces están expuestos a niveles nocivos de rayos UVB. Las rayas pueden penetrar hasta profundidades de más de 10 m en aguas claras. Varios organismos tienen su propia forma de adaptarse para evitar la exposición a los rayos UV. Algunos tienen un mecanismo de reparación del ADN que repara el daño causado por la radiación ultravioleta.

Sin embargo, estas adaptaciones no garantizan una protección infalible contra los daños de los rayos UV. Por eso muchos organismos acuáticos también producen su propio protector solar.

Gadusol

Los animales, incluidos los humanos, producen melanina que absorbe los rayos ultravioleta para proteger la piel del daño solar. Los peces y algunas otras vértebras acuáticas tienen melanóforos (similares a los melanocitos de los mamíferos) que producen melanina.

Aunque la melanina cumple su función de protección solar, no es el protector solar ideal para un pez bebé que se desarrolla dentro del huevo, ya que los melanóforos aparecen tarde en el proceso de desarrollo del embrión. Por lo tanto, el embrión en las primeras etapas queda vulnerable al daño de los fuertes rayos ultravioleta.

Para contrarrestar esto, un compuesto similar a los aminoácidos similares a las micosporinas (MAA) llamado gadusol actúa para proteger los huevos de algunas especies de peces. La micosporina es un compuesto que absorbe los rayos UV y se encuentra principalmente en hongos, algas y cianobacterias.

Gadusol es un compuesto con propiedades de absorción de rayos UV.

Un estudio encontró que una madre pez cebra deposita gadusol en sus huevos para protegerlos del daño de los rayos UV. Para verificar la propiedad de protección solar del gadusol, los investigadores crearon un pez cebra mutante que produce poco o nada de gadusol y lo expusieron a la radiación UVB. Estos peces sufrieron defectos de desarrollo debido a la exposición al sol. No pudieron inflar su vejiga natatoria, lo que ayuda a mantener su flotabilidad.

Huevo de pez cebra en desarrollo embriogénico temprano (Créditos: Wikimedia Commons)

Tanto el gadusol como la melanina funcionan bien para absorber la radiación UVB. Sin embargo, el gadusol también funciona bien cuando se trata de ayudar a los animales acuáticos a camuflarse. Es un comportamiento común entre ellos, ya que no hay muchas cosas detrás de las cuales refugiarse en mar abierto. La melanina absorbe más luz del espectro visible que el gadusol. Esto hace que la melanina sea opaca y fácilmente visible, mientras que el gadusol permanece transparente e invisible.

Gracias al gadusol, un organismo puede pasar desapercibido y al mismo tiempo disfrutar de los beneficios de las zonas iluminadas por el sol ricas en nutrientes bajo el agua. Así, el gadusol actúa como protector solar primario para los peces en desarrollo, mientras que la melanina proporciona protección secundaria contra el sol.

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Conclusión

Algunos animales lo mantienen simple y se revuelven en el barro para mantenerse protegidos del sol (Créditos: Yakov_Oskanov/Envato Elements)

Los humanos tenemos el lujo de crear protectores solares artificiales para proteger nuestra piel del daño solar. Hay unos pocos animales selectos con la capacidad de secretar su propio protector solar sin ninguna ayuda externa, pero ¿qué pasa con los animales restantes? ¿Cómo mantienen a raya las dolorosas quemaduras solares? Bueno, digamos que los animales son seres ingeniosos. Los elefantes y rinocerontes se revolcan en el barro para protegerse del sol. Al mismo tiempo, otros animales como chimpancés, gorilas y koalas son lo suficientemente inteligentes como para dormir durante las horas de mayor sol y trabajar temprano en la mañana y en la noche.

Referencias (haga clic para ampliar)

1. Saikawa, Y., Hashimoto, K., Nakata, M., Yoshihara, M., Nagai, K., Ida, M. y Komiya, T. (mayo de 2004). El sudor rojo del hipopótamo. Naturaleza. Springer Science y Business Media LLC.
2. Hashimoto, K., Saikawa, Y. y Nakata, M. (2007, 1 de enero). Estudios sobre el sudor rojo del Hippopotamus amphibius. Química Pura y Aplicada. Walter de Gruyter GmbH.
3. Rice, MC, Little, JH, Forrister, DL, Machado, J., Clark, NL y Gagnon, JA (agosto de 2023). Gadusol es un protector solar proporcionado por la madre que protege a los embriones de peces del daño del ADN. Biología actual. Elsevier BV.
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5. Rice, MC, Little, JH, Forrister, DL, Machado, J., Clark, NL y Gagnon, JA (agosto de 2023). Gadusol es un protector solar proporcionado por la madre que protege a los embriones de peces del daño del ADN. Biología actual. Elsevier BV.