Il Wisconsin è noto come la latteria americana:più di un terzo di tutte le mucche in America vive su circa 3, 000 aziende agricole nello stato. Quei bovini residenti contribuiscono a una fiorente industria lattiero-casearia, ma il latte non è l'unica cosa che producono in quantità prodigiose. Che molte mucche portano inevitabilmente a una quantità significativa di letame, e la gestione dei rifiuti organici è un problema importante per tutti coloro che vivono nello stato.

"È un problema terribilmente complesso e tutti noi contribuiamo ad esso e ne siamo influenzati, "dice Victor Zavala, il Richard H. Soit Assistant Professor in ingegneria chimica e biologica presso l'Università del Wisconsin-Madison. "Le fattorie generano il letame e siamo tutti influenzati dai suoi impatti ambientali. Ma la produzione di letame è guidata da forti forze economiche provenienti dalle aree urbane che richiedono prodotti lattiero-caseari".

Il deflusso di fosforo dal letame provoca fioriture algali nei corpi idrici. Il letame rilascia anche batteri patogeni e gas metano. Esistono tecnologie per trattare i rifiuti organici, recuperando allo stesso tempo prodotti di valore come il biogas e la struvite per fertilizzanti; ma queste tecnologie sono costose e convenienti solo per le grandi aziende agricole.

Ancora, decidere su una soluzione adatta implica molto di più del solo costo della tecnologia:dove localizzare gli impianti di trattamento del letame, come trasportare i rifiuti, e chi dovrebbe pagare per l'attrezzatura sono tutte domande impegnative. Con così tanti interessi in competizione, nessun singolo individuo può realisticamente tenere traccia di tutti i costi, benefici, e vincoli. "Questo problema è troppo complesso. È necessario trovare modi più semplici e diretti per spiegare le interazioni tra social, aspetti economici e tecnologici alle persone che prendono decisioni, "dice Zavala.

Gli interessi contrastanti delle parti interessate complicano ulteriormente il problema; il più delle volte tali conflitti sorgono inutilmente a causa della mancanza di dati sulla tecnologia e dei vincoli logistici.

Un quadro decisionale può aiutare le persone a comprendere meglio il gran numero di fattori che devono essere considerati e a restringere le opzioni a poche potenziali soluzioni, e Zavala e i suoi colleghi stanno sviluppando un tale quadro per aiutare le persone a raggiungere accordi in situazioni complesse e decisioni potenzialmente controverse come la gestione del letame. Quantificando sistematicamente i costi, impatto ambientale, e le opinioni e le priorità delle persone, questi strumenti possono aiutare a portare a soluzioni di compromesso che massimizzano la soddisfazione collettiva degli stakeholder.

Con il sostegno del Dipartimento dell'Agricoltura degli Stati Uniti, la Fondazione Nazionale della Scienza, l'Agenzia per la protezione dell'ambiente degli Stati Uniti, e Dane County nel Wisconsin, Zavala sta creando quadri decisionali che il governo e l'industria possono utilizzare per identificare strategie ottimali per affrontare il problema della gestione del letame.

"Speriamo che con questo quadro, possiamo avere un processo di negoziazione più informato. Invece di dire alle parti interessate cosa dovrebbero fare, vogliamo fornire strutture migliori per consentire alle persone di negoziare su cosa farebbe l'infrastruttura di gestione del letame, "dice Zavala, che sta guidando lo sforzo insieme a Rebecca Larson, un assistente professore di ingegneria biologica e dei sistemi presso UW-Madison.

È importante sottolineare che i ricercatori includeranno misure quantitative della soddisfazione delle parti interessate nei loro modelli per garantire che le opinioni di tutti i gruppi, comunità rurali e urbane, agricoltori, politici, regolatori ambientali, e gli scienziati allo stesso modo, sono ascoltati e considerati.

"Cerchiamo di trovare soluzioni eque che soddisfino il maggior numero possibile di parti interessate, con l'importante osservazione che molto raramente riuscirai ad accontentare tutti, ", afferma Zavala. "Il quadro può essere utilizzato anche per informare le parti interessate su come le loro opinioni influenzano (o meno) la decisione finale. Questa è un'informazione potente".

Nella ricerca correlata, Zavala e colleghi hanno recentemente completato un progetto sulla gestione dei rifiuti organici nella contea di Dane, Wisconsin. Quel team includeva collaboratori UW-Madison/UW Extension dei dipartimenti di ingegneria dei sistemi biologici, Ingegneria chimica e biologica, Scienza del suolo, e gestione delle risorse idriche. Il finanziamento del progetto è stato fornito dalla contea di Dane. L'analisi del team del bestiame nell'area di studio dell'Upper Yahara Watershed indica un eccesso fino a quasi il doppio del fosforo del letame rispetto all'assorbimento delle colture. Il livello di eccesso indica la necessità di ridistribuire il letame al di fuori dell'area di studio.