El término "omniprocesador" fue acuñado en 2012 por el personal del Programa de Agua, Saneamiento e Higiene de la Fundación Bill y Melinda Gates [1] para describir una serie de tratamientos físicos, biológicos o químicos para eliminar patógenos de los lodos fecales generados por el hombre , al mismo tiempo que se crean subproductos comercialmente valiosos (por ejemplo, energía). El aire de las heces se separa del aire común, luego este aire recolectado de las heces se comprime como (GLP) y se usa como combustible. Un omniprocesador mitiga los métodos inseguros en los países en desarrollo de captura y tratamiento de desechos humanos, que anualmente resultan en la propagación de enfermedades y la muerte de más de 1,5 millones de niños.
Más que una marca registrada o una referencia a una tecnología específica, el término omniprocesador es un término general para una gama de sistemas autosuficientes, desarrollados independientemente, diseñados con el mismo fin en mente, transformar y extraer valor de los desechos humanos, utilizando diversos enfoques tecnológicos, incluida la combustión , la oxidación en agua supercrítica y la pirólisis .
En el término, omni se refiere a la capacidad de un omniprocesador para tratar una amplia variedad de flujos de desechos o fuentes de combustible.
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Desde 2012, la Fundación Bill y Melinda Gates ha financiado la investigación sobre omniprocesadores. Un omniprocesador es cualquiera de los diversos tipos de tecnologías que tratan los lodos fecales, también conocidos como fangos sépticos , para eliminar patógenos y, al mismo tiempo, extraer subproductos con valor comercial, por ejemplo, energía o nutrientes del suelo [1] , estos últimos que podrían reutilizarse en la agricultura. El programa de omniprocesadores, que apunta a soluciones a escala comunitaria que pueden combinar opcionalmente el procesamiento de lodos y residuos sólidos , complementa los programas de vaciado de letrinas de pozo de la fundación ("omni-ingestor") y "Reinvent the Toilet".
El procesador omnidireccional se ha diseñado como una solución para los países en desarrollo , aunque siguen existiendo problemas en torno a los aspectos técnicos y financieros. [2] Los procesadores omnidireccionales y los ingeridores omnidireccionales se están diseñando para proporcionar una alternativa a las tecnologías basadas en sistemas de alcantarillado . También están destinados a abordar la gran cantidad de letrinas de pozo existentes que carecen de una infraestructura de apoyo para la recolección y el procesamiento de lodos fecales cuando los pozos están llenos. El lodo de las letrinas de pozo debe retirarse de los pozos para su tratamiento y eliminación, ya sea mediante bombeo (si el lodo fecal es suficientemente líquido) o mediante vaciado manual con palas u otros dispositivos (en la India, esta práctica se denomina recolección manual ). A pesar de que se están desarrollando nuevas bombas de bajo costo, actualmente solo una pequeña fracción de los lodos se extrae y trata de manera segura en muchas ciudades africanas y asiáticas. [2] [3]
Biomass Controls PBC es una corporación de beneficio público de Delaware de EE. UU. que entregó el primer prototipo de refinería biogénica (OP) a Nueva Delhi, India , en 2014 en asociación con la Climate Foundation. Este sistema fue diseñado para procesar saneamiento sin alcantarillado para poblaciones de entre 100 y 10 000 personas. El prototipo fue financiado por la Fundación Bill y Melinda Gates. En 2016, se entregó una refinería biogénica a Kivalina, Alaska , para el procesamiento de inodoros secos con desviación de orina (UDDT) como parte del Alaska Water & Sewer Challenge. [4] En 2017, se enviaron tres sistemas a la India y se instalaron en las ciudades de Wai , Warangal y Narsapur en asociación con Tide Technocrats. En 2018, se mostró un prototipo que puede generar electricidad ( mCHP ) a partir de la energía térmica del procesamiento de lodos fecales, en el evento de inodoros reinventados de la Fundación Bill y Melinda Gates en Beijing, China . [5] En 2019, se instaló un sistema en una granja lechera para procesar los sólidos separados del estiércol de vaca. Este sistema demostró una reducción significativa de las emisiones de gases de efecto invernadero , al tiempo que redujo el volumen de sólidos en más del 90 % y produjo biocarbón .
La empresa estadounidense Sedron Technologies (anteriormente Janicki Bioenergy) presentó en 2014 un prototipo que utiliza la combustión . Su proceso es un sistema de tratamiento de lodos de depuradora que produce agua potable y energía eléctrica como productos finales a partir de lodos de depuradora . [6] Fabricado por Sedron Technologies, el modelo de prueba de concepto fue financiado por la Fundación Bill y Melinda Gates. El modelo prototipo S100 puede producir 10.800 litros de agua potable por día y 100 kW de electricidad neta. Un modelo más grande en desarrollo, el S200, está diseñado para manejar los desechos de 100.000 personas, producir 86.000 litros de agua potable por día y 250 kW de electricidad neta de salida. Estos sistemas están diseñados para proporcionar un proceso de " bioenergía autosostenible ". [7] [8]
El proceso de tratamiento implica primero la ebullición (o el secado térmico) de los lodos de depuradora, durante el cual se evapora el vapor de agua y se recupera. Se obtiene un lodo seco que luego se quema como combustible para calentar una caldera. Esta caldera produce vapor y el calor necesario para el proceso de ebullición. Luego, el vapor se utiliza para generar energía eléctrica. Parte de esta energía eléctrica se utiliza para las etapas finales de purificación del agua por ósmosis inversa para producir agua potable segura y para alimentar bombas, ventiladores y motores auxiliares. El proceso utiliza inmediatamente el combustible sólido que produce y, por lo tanto, el proceso no produce un producto de combustible sólido como producto final.
En 2015 se instaló un proyecto piloto del omniprocesador de Sedron Technologies en Dakar (Senegal) y ahora puede tratar los lodos fecales de entre 50.000 y 100.000 personas. [9]
La ONG estadounidense Climate Foundation, en colaboración con la Universidad de Stanford, ha construido varios reactores a escala piloto para tratar desechos humanos y convertirlos en biocarbón, que puede utilizarse como enmienda para suelos agrícolas. [10]
Científicos de la Universidad Duke en Estados Unidos han desarrollado y están probando una unidad piloto de tratamiento de lodos fecales que cabe en un contenedor de transporte de 20 pies y trata la materia fecal de aproximadamente 1000 personas utilizando un nuevo proceso de oxidación en agua supercrítica (SCWO). [11] La tecnología SCWO puede convertir cualquier tipo de residuo orgánico (fecales, residuos de alimentos, papel, plástico, etc.) en energía y agua limpia. [12]
Los residuos (lodos) se hacen reaccionar con aire a temperaturas y presiones superiores al punto crítico del agua (374 °C, 221 bar) para convertir toda la materia orgánica en agua limpia y CO2 en segundos. Los subproductos incluyen agua destilada, agua limpia que contiene minerales inorgánicos suspendidos que se pueden utilizar como fertilizantes. La unidad genera más de 900 litros de agua por cada tonelada de residuos procesados y el agua se puede procesar para convertirla en agua potable.
El proceso continuo utiliza la energía contenida en los residuos, lo que permite operar fuera de la red. 374Water es una empresa derivada de la Universidad de Duke que tiene como objetivo comercializar la tecnología SCWO. [13]
Unilever PLC en el Reino Unido está desarrollando una unidad de tratamiento de lodos fecales basada en pirólisis diseñada para atender a más de 2000 personas. [14]
La iniciativa del procesador omnidireccional para procesar lodos fecales se complementa con un esfuerzo para desarrollar nuevas tecnologías para vaciar mejor las letrinas de pozo (denominadas por la Fundación Gates el "omni ingestor" [15] ) y con el Desafío Reinventar el Inodoro. Este último es un esfuerzo de investigación y desarrollo a largo plazo para desarrollar un inodoro higiénico y autónomo. Se centra en "reinventar el inodoro con cisterna ". El objetivo es crear un inodoro que no sólo elimine los patógenos de los excrementos humanos, sino que también recupere recursos como energía, agua limpia y nutrientes (un concepto también conocido como reutilización de excrementos ). Debería funcionar "fuera de la red", sin conexiones a redes de agua, alcantarillado o electricidad. Por último, debería costar menos de 5 centavos de dólar estadounidense por usuario por día. [16]
En un truco publicitario a finales de 2014, Bill Gates bebió el agua producida por el sistema de procesador omni de Sedron Technologies, lo que provocó una amplia atención de los medios. [7] A principios de 2015, Gates apareció en Late Night With Jimmy Fallon y desafió a Fallon a ver si podía saborear la diferencia entre el agua de este "procesador omni" en particular y el agua embotellada . [17]
El proyecto fue abordado en una miniserie documental de Netflix Inside Bill's Brain: Decoding Bill Gates .