Omniprocesador es un término acuñado en 2012 por el personal del Programa de Agua, Saneamiento e Higiene de la Fundación Bill y Melinda Gates [1] para describir una variedad de tratamientos físicos, biológicos o químicos para eliminar patógenos de los lodos fecales generados por humanos, mientras creando simultáneamente subproductos comercialmente valiosos (por ejemplo, energía). El aire de las heces se separa del aire común, luego este aire recogido de las heces se comprime como (GLP) y se utiliza como combustible. Un omniprocesador mitiga los métodos inseguros en los países en desarrollo para capturar y tratar 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 variedad de sistemas autosostenibles, desarrollados independientemente y diseñados con el mismo fin en mente: transformar y extraer valor de los desechos humanos, utilizando diversos enfoques tecnológicos, incluida la combustión , la oxidación con 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 residuos o fuentes de combustible.
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Desde 2012, la Fundación Bill y Melinda Gates financia la investigación sobre omniprocesadores. Un omniprocesador es cualquiera de los diversos tipos de tecnologías que tratan los lodos fecales, también conocidos como sedimentos, para eliminar patógenos y extraer simultáneamente subproductos con valor comercial, por ejemplo energía o nutrientes del suelo, [1] estos últimos que podrían reutilizarse en la agricultura. El programa de omniprocesador, que apunta a soluciones a escala comunitaria que pueden combinar opcionalmente el procesamiento de lodos y desechos sólidos , complementa los programas de vaciado de letrinas de pozo ("omni-ingestor") y "Reinventar el inodoro" de la fundación .
El omniprocesador está pensado como una solución para los países en desarrollo , aunque persisten desafíos en torno a los aspectos técnicos y financieros. [2] Se están diseñando omniprocesadores y omniingestores para proporcionar una alternativa a las tecnologías basadas en sistemas de alcantarillado . También pretenden abordar el gran número 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. Los lodos de las letrinas de pozo deben 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 de basura ). A pesar de que se están desarrollando nuevas bombas de bajo costo, actualmente sólo 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 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, por sus siglas en inglés) 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 demostró 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 (antes Janicki Bioenergy) presentó en 2014 un prototipo mediante 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 los 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 al día y 100 kW de electricidad neta. Un modelo más grande en desarrollo, el S200, está diseñado para gestionar los residuos de 100.000 personas, producir 86.000 litros de agua potable al día y 250 kW de electricidad neta. Estos sistemas están diseñados para proporcionar un proceso de " bioenergía autosostenida ". [7] [8]
El proceso de tratamiento implica primero hervir (o secar térmicamente) los lodos de depuradora, durante lo cual se hierve y se recupera el vapor de agua. Queda 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 en las etapas finales de purificación del agua por ósmosis inversa para producir agua potable y para alimentar bombas, ventiladores y motores auxiliares. El proceso utiliza inmediatamente el combustible sólido que produce y, por lo tanto, el proceso no genera 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 50.000 a 100.000 personas. [9]
La ONG Climate Foundation, con sede en Estados Unidos, en colaboración con la Universidad de Stanford, ha construido varios reactores a escala piloto para tratar los desechos humanos y convertirlos en biocarbón, que puede utilizarse como enmienda del suelo agrícola. [10]
Científicos de la Universidad de Duke (EE.UU.) 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 1.000 personas mediante un nuevo proceso de oxidación de 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 CO 2 en segundos. Los subproductos incluyen agua destilada, agua limpia que contiene minerales inorgánicos suspendidos que pueden utilizarse como fertilizantes. La unidad genera más de 900 litros de agua por cada tonelada de residuos procesados y el agua puede transformarse 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 2.000 personas. [14]
La iniciativa de omniprocesador para procesar lodos fecales se está complementando con un esfuerzo para desarrollar nuevas tecnologías para mejorar el vaciado de letrinas de pozo (llamado por la Fundación Gates el "omniingestor" [15] ) y por el Reinvent the Toilet Challenge. Este último es un esfuerzo de investigación y desarrollo a largo plazo para desarrollar un inodoro higiénico e independiente. Se centra en "reinventar el inodoro con cisterna ". El objetivo es crear un inodoro que no sólo elimine patógenos de las excretas humanas, sino que también recupere recursos como energía, agua limpia y nutrientes (concepto también conocido como reutilización de excretas ). Debe funcionar "fuera de la red" sin conexiones a agua, alcantarillado o redes eléctricas. Finalmente, debería costar menos de 5 centavos de dólar por usuario y día. [dieciséis]
En un truco publicitario a finales de 2014, Bill Gates bebió el agua producida por el sistema omniprocesador de Sedron Technologies, lo que atrajo 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 "omniprocesador" en particular o el agua embotellada . [17]
El proyecto fue cubierto en una miniserie documental de Netflix Inside Bill's Brain: Decoding Bill Gates .