Attraverso il mondo, quasi tre miliardi di persone non hanno il lusso di uno sciacquone. Si affidano invece a sistemi sanitari statici, come latrine a fossa per far fronte ai loro rifiuti. Poiché questi non sono spesso collegati a una fogna, richiedono lo svuotamento e lo smaltimento manuali.

La scarsa comprensione dei rischi implicati significa che i fanghi non trattati vengono spesso gettati nei campi e nei fiumi vicini. L'impatto di questo può essere devastante. I germi presenti nei fanghi fecali causano malattie come la diarrea che provoca la morte di oltre 750 persone, 000 bambini sotto i cinque anni ogni anno.

Eppure si stima che ogni dollaro investito in migliori condizioni igienico-sanitarie ritorni fino a 5,50 dollari in benefici sociali ed economici. Questi derivano da una maggiore produttività, riduzione dei costi sanitari e prevenzione di malattie e morte prematura.

Una parte cruciale del miglioramento dei servizi igienico-sanitari consiste nella ricerca e nello sviluppo di sistemi più semplici, modi più efficienti di trattare i fanghi in luoghi dove non è disponibile una rete fognaria e un trattamento centralizzato delle acque reflue.

La mia ricerca fa parte di una partnership con la società di ingegneria Buro Happold (BH) a cui è stato chiesto da WaterAid Bangladesh di trovare una tecnologia di trattamento dei fanghi che fosse efficace, pratico e conveniente.

Dopo aver considerato le opzioni che includevano biogas e additivi per fossa, prodotti utilizzati per cercare di ridurre il volume dei fanghi, l'azienda ha optato per letti di essiccazione non piantati. Sono semplici nel design e sfruttano la ragionevole quantità di sole in Bangladesh.

I letti di essiccazione asciugano i fanghi attraverso i processi di evaporazione e drenaggio. Man mano che perde acqua, la temperatura all'interno dei fanghi aumenta, uccidendo alcuni dei germi che contiene. Una volta essiccato ad una consistenza adatta per la rimozione, i fanghi vengono compostati per consentire un utilizzo sicuro in agricoltura come ammendante.

La mia ricerca mira a comprendere meglio il processo di essiccazione dei fanghi in questi letti al fine di stimare il tempo necessario prima che sia sicuro rimuoverli, evitando che i fanghi non trattati vengano scaricati nell'ambiente.

fabbrica di cacca

Per fare questo, è necessario fare fanghi in laboratorio, che replica il più fedelmente possibile le proprietà chimiche e fisiche delle cose reali. In questo modo possiamo eseguire in sicurezza, test di essiccazione riproducibili per accertare come si asciugheranno i fanghi reali in un clima tropicale.

Oltre ad essere pieno di germi, il fango fecale è molto variabile in termini di composizione chimica e fisica. Uno studio che ha studiato la "produzione" di un gruppo di uomini sani di età simile a una dieta controllata per tre settimane ha riscontrato differenze evidenti nella composizione chimica della loro cacca. Tale variazione è ulteriormente amplificata tra i diversi paesi, climi e diete.

I principali componenti chimici della cacca sono i grassi, carboidrati (fibre), materiale azotato, minerali (principalmente potassio, calcio e fosforo) e microrganismi. Nel 2006 gli scienziati hanno sviluppato un simulante per la cacca umana per testare la progettazione di un sistema di raccolta dei rifiuti per un veicolo di esplorazione dell'equipaggio per la NASA.

Utilizzando la composizione chimica nota, i ricercatori della NASA hanno sviluppato una "ricetta" che consisteva in cellulosa per rappresentare i carboidrati, lievito per i microrganismi, olio di arachidi per grassi e carboidrati, più cloruro di potassio, fosfato di calcio e acqua.

Sfortunatamente il fango che viene essiccato sui letti di essiccazione in Bangladesh è leggermente diverso dalla cacca fresca poiché ha trascorso del tempo in una fossa o in una fossa settica per stabilizzarsi. Ciò significa che i componenti facilmente degradabili della cacca fresca (carboidrati, proteine ​​e zuccheri) vengono scomposti, lasciandone di più stabili. La ricetta della NASA per la cacca fresca doveva essere modificata per i nostri esperimenti per tenere conto dei cambiamenti e rappresentare meglio le caratteristiche del vero fango fecale.

Nell'ambito della Reinvent the Toilet Challenge della Fondazione Bill e Melinda Gates nel 2014, il Pollution Research Group in Sud Africa ha alterato la ricetta della NASA. Includevano l'integratore alimentare buccia di psillio e pasta di miso per fibre, rimosso cloruro di potassio, aggiunto glicole polietilenico per favorire la ritenzione idrica, lievito attivo per rappresentare i batteri e ha trasformato la cellulosa in cascami di cotone e tessuto triturato.

Abbiamo ulteriormente modificato questa ricetta per sostituire i cascami di cotone con la canapa poiché era più facilmente disponibile. Il lievito attivo è stato sostituito con il lievito di birra poiché è più facile da acquistare sfuso.

Ora che abbiamo un simulante adatto per i fanghi fecali, siamo in grado di condurre test sui letti di essiccazione per prevedere meglio il comportamento di essiccazione dei fanghi in un clima tropicale. Ciò potrebbe portare all'uso di tali letti su scala molto più ampia, il che significa che invece di essere lasciato pericolosamente non trattato, la cacca ha un posto migliore dove andare.

Questo articolo è stato originariamente pubblicato su The Conversation. Leggi l'articolo originale.