Resumen

Los fertilizantes son sustancias que contienen gran cantidad de nutrientes que se utilizan para enriquecer y mejorar característica física, química y biológica por lo que las plantas se desarrollaran mejor.

En el caso de la orina humana como es un desecho orgánico puede utilizarse como fertilizante ya que los nutrientes que contiene son útiles para las plantas.

Al ocupar el proceso de fermentación en la orina permite que su PH aumente y que los agentes patógenos disminuyan.

Al incorporar la orina humana en las plantas es necesario tener diversos cuidados, uno de ellos es desde su recolección ya que durante este proceso puede llegar a contaminarse, por otra parte es necesario tener cuidado en su aplicación debido a que por el exceso de nitrógeno son más propensas a contraer plaga porque sus defensas se debilitan.

Uno de los beneficios que tiene el fertilizante a base de orina humana es que al ser un método de producción sostenible, se pueden atenuar los efectos contra el medio ambiente, a comparación de los fertilizantes químicos que por su sobrecarga de nutrientes provoca eutroficación de lagos ,embalses y estanques.

Además, es un fertilizante económico, biodegradable y no tiene virus ni bacterias, siempre y cuando provenga de una persona sana.

Su elaboración es sencilla ya que no necesita de otro elemento más que la orina, que para lograr ser efectivo, sólo se necesita de un proceso de fermentación correcto para que obtengamos el resultado deseado y este pueda ser utilizado con eficiencia en las plantas.

Pregunta de Investigación

Planteamiento del Problema

Los fertilizantes químicos están hechos de nutrientes elaborados por el hombre, que por lo general tienen origen animal, vegetal o sintético. Además, producen contaminación por sus excesos de nitrógeno y fosfatos que pueden infiltrarse en las aguas subterráneas o ser arrastrados a cursos de agua. Esta sobrecarga de nutrientes provoca la eutroficación de lagos, embalses y estanques. También son la mayor fuente antropogénica de gases responsables del efecto invernadero.

Es cierto que los fertilizantes químicos proporcionan algunos nutrientes que las plantas necesitan pero no garantiza que sean la mejor opción; si se utilizan más métodos de producción  sostenible, se podrán atenuar los efectos sobre el medio ambiente como es el caso del fertilizante a base de orina humana el cual entra en la categoría de fertilizantes que tienen origen en distintos procesos, como la fermentación o descomposición a través de organismos vivos; de los cuales se ah desarrollado de forma intensiva ya que ofrece ventajas significativas y que actualmente se le conoce como fertirrigación o nutrigación.

Antecedentes

¿Qué es un fertilizante?

Los fertilizantes o abonos son sustancias de origen animal, mineral, vegetal o sintético, que contienen gran cantidad de nutrientes y se utilizan para enriquecer y mejorar características físicas, químicas y biológicas del suelo o sustrato; así las plantas se desarrollarán mejor. Podemos diferenciar tres tipos de fertilizantes: químicos, orgánicos e inorgánicos.

Fertilizantes químicos:

Son nutrientes elaborados por el hombre que por lo general tienen un origen mineral, animal, vegetal o sintético. Los cuales se pueden clasificar en:

Fertilizante químico-inorgánico:

Son elementos que tienen un origen mineral—extraídos de la tierra, como el nitrato—o químico. Generalmente los de este tipo son de acción rápida y estimulan el crecimiento y vigor de las plantas cuando se aplican sobre la superficie.

De forma general, las plantas necesitan 16 elementos nutritivos: Carbono, Hidrógeno y Oxígeno los cuales puede obtener del ambiente. Los otros 13 elementos pueden clasificarse en macronutrientes y micronutrientes (oligoelementos).

Macronutrientes: los principales son el Nitrógeno (N), Fósforo (P) y Potasio (K). Los secundarios son: Calcio (Ca), Azufre (S) y Magnesio (Mg).

Micronutrientes u oligoelementos: Boro (B), Cloro (Cl), Cobre (Cu), Hierro (Fe), Manganeso (Mn), Molibdeno (Mo) y Zinc (Zn).

Son compuestos como las fitohormonas (auxinas y giberelinas), ácidos húmicos o fúlvicos (que se originan en el suelo, composta; lombricomposta)  y aminoácidos (proviene del colágeno de origen animal o de algas) que pueden complementar los fertilizantes químico-inorgánico para producir un cultivo más sano.

Biofertilizantes:

Es una sustancia que contiene microorganismos vivos, los cuales, cuando se aplican a superficies de plantas o suelos, colonizan la rizosfera (la raíz) o el interior de la planta, y promueven el crecimiento al incrementar el suministro o la disponibilidad de nutrientes primarios a la planta huésped.

Fertilizantes orgánico, natural, verde o abono:

Pueden ser de origen mineral, vegetal, animal o mixto. Se forman a partir de procesos naturales en los que la mano del hombre no interviene o interviene muy poco. Un ejemplo de esto son los abonos a partir de estiércol de varios animales, yeso agrícola, residuos de cosecha, la lombricomposta o la composta. La mayoría son de acción lenta, pues proporcionan nitrógeno orgánico que debe ser transformado en inorgánico por las bacterias del suelo antes de ser absorbido por las raíces, la rapidez de acción dependerá del terreno y condiciones adecuadas de temperatura y humedad.

Fertilizantes Inorgánicos.

Se pueden utilizar como compuestos que aportan nutrientes y complementan el material orgánico. Ejemplos de estos materiales son los fosfatos naturales, las rocas silíceas, el cloruro de potasio, la dolomita, la magnesita, el sulfato de magnesio (Kieserita), Sulfato de calcio (yeso agrícola), Carbonato de calcio, Patentkali (sulfato doble de potasio y magnesio), Sulfato de potasio, Sal potásica en bruto, Epsonita, Calizas dolomíticas, Magnesita, Rocas silíceas, desechos de desfosforación (Escoria Thomas), Fosfato natural blando (roca fosfórica), Fosfato aluminio cálcico, Azufre elemental, carbón mineral, entre otros.

Algunos ejemplos de fertilizantes inorgánicos son:

Harina de Roca     

Las rocas y minerales naturales se muelen y pulverizan muy finamente, ya que cuanto menor es el tamaño de molido, más rápida es su acción y menores las cantidades a aportar.

Materias Minerales           

Los abonos minerales se pueden clasificar según su elemento dominante. Existen materias ricas en: sílice, fósforo, potasio, magnesio, calcio o azufre entre otros.

Micronutrientes (Oligoelementos)

Éstos están presentes en distintos tipos de rocas en cantidades diferentes. Por lo general se encuentran Boro, Cobalto, Cobre, Hierro, Manganeso, Molibdeno y Zinc.

Fertilizantes Orgánicos

Son de origen animal y vegetal de los que las plantas pueden obtener importantes cantidades de nutrientes y se conocen sus beneficios desde la antigüedad. Entre los abonos orgánicos se incluyen.

Algunos ejemplos de fertlizantes orgánicos son:

 De origen animal                          

El estiércol fue y es actualmente el más utilizado. Tiene origen en animales de crianza o corral como vacas, borregos, aves, etc. Otros ejemplos son la harina de sangre y la harina de hueso.

De origen vegetal 

Proviene de desechos o residuos de materia vegetal, cáscaras, restos de cultivo, etc. que se preparan o componen de forma específica para brindar nutrientes asimilables al suelo. Por ejemplo la composta o abono orgánico.

Otros

Fertilizantes que tienen origen en distintos procesos como la fermentación o la descomposición a través de organismos vivos; por ejemplo el Bocashi (materia orgánica fermentada) o el Humus (obtenido a partir de la lombricomposta)

En general los fertilizantes agrícolas tienen diversas modalidades para su aplicación, se pueden aplicar en seco directamente al suelo o mezclado con la tierra o sustrato, o bien, se pueden aplicar disueltos en agua mediante un sistema especial de riego.  Esta última modalidad se ha desarrollado de forma intensiva ya que ofrece ventajas significativas sobre el método tradicional de aplicación de fertilizantes, actualmente se le conoce como fertirrigación o Nutrigación.

Orina como abono ecológico para la agricultura y jardinería: Un abono orgánico barato y eficaz

En realidad, la cosa no tiene misterio alguno. Puesto que la orina es un desecho orgánico, puede utilizarse como fertilizante orgánico. Sin embargo, hay peros. Por una parte, es cierto que contiene nutrientes que son útiles para las plantas, en especial el nitrógeno y ácido úrico o potasio, magnesio y calcio, entre otros.

A su vez, contiene restos de medicamentos. De hecho, la composición de la orina varía en función de otros muchos factores, como la dieta, posibles enfermedades o el tipo de agua que ingerimos y, en lo que respecta a los microbios, tiene menos que la saliva o las heces.

Además, si se almacena aumenta el pH y minimizaremos los agentes patógenos. ¿Entonces, podemos usarla tal cual, y así obtener un fertilizante barato y eficaz? Aunque si procede de una persona sana es utilizable, pues no tiene virus o bacterias y es biodegradable, es mejor saber cómo hacerlo.

¿Qué dice la ciencia?

En efecto, el uso de la orina como fertilizante de las plantas es una práctica ante la que no se ponen peros, salvo cuando se contamina en su recolección o almacenamiento, pongamos por caso. Actualmente, por ejemplo, los estudios buscan determinar si existen determinados restos de medicamentos que puedan acabar llegando a los alimentos y, por lo tanto, entrar en la cadena alimentaria.

La Organización Mundial de la Salud cuenta con directrices para su uso en la agricultura y proliferan los experimentos y proyectos no solo en huertos urbanos o jardines privados sino también en cultivos intensivos y en jardines públicos.

Eso sí, con respecto a estos últimos, se agradece la contribución ciudadana realizada a través de en urinarios públicos. En Amsterdam lo tienen claro. Su alcaldía se ha propuesto recolectar el pipí de sus habitantes para abonar jardines y tierras agrícolas.

El uso de grandes cantidades de orina procedentes de muchas personas precisa de un tratamiento especial. Por lo general, se almacena a temperaturas altas durante varios meses para generar amoniaco con el aumento del Ph al que aludíamos. Es así como se reducen los patógenos, y los resultados pueden ser muy satisfactorios.

Consejos prácticos.

Si queremos usar orina (humana, se entiende) en el jardín o huerto, las recomendaciones más habituales se refieren a su dosificación. Además de vigilar que procedan de personas saludables, es importante hacerlo solo a nivel casero.

Lo incorporaremos al suelo, mediante riego. Evitemos la aspersión, pues las partículas quedarán en el aire y será desagradable, además de perderse parte del nitrógeno. A su vez, mejor diluirla, una quinta parte en plantas adultas y una décima parte para plantones o semillas.

A parte de fertilizar, puede utilizarse como fungicida y para acelerar el compostaje. Eso sí, antes de lanzarse sería recomendable documentarse sobre el tema recurriendo a manuales y guías sencillas que orienten sobre los distintos supuestos.

Tengamos presente que idealmente debería pasteurizase si queremos usarla en cultivos agrícolas y también recordar que el mejor momento de aplicarla es un mes antes de la cosecha, según recomienda la OMS.

“La orina es muy alta en fósforo y nitrógeno, y esas cosas en el agua son serios contaminantes, hacen que crezcan las algas en los ríos, y eso puede matar peces y destruir ecosistemas acuáticos”.

“La orina contiene 85-90% del nitrógeno de los desechos humanos y alrededor de dos tercios del fósforo, y las heces sólo tienen el resto”, dice Noe-Hays.

Pero por otra parte, el fósforo -que producen pocos países en el mundo- es fundamental para la agricultura y no tiene un sustituto.

Por eso, dice Noe-Hays, si se recolecta la orina antes de que llegue a las plantas de tratamiento se evita que estos nutrientes contaminen el agua y a la vez se está recuperando gran parte del fósforo de la agricultura sin tener que reemplazarlo. La idea es crear un ciclo renovable, que no llegue al océano.

Recomendaciones y dosificación

Se obtienen mejores resultados si se aplica antes de la siembra o antes de que transcurran de dos terceras partes a tres cuartas partes del tiempo trascurrido entre la siembra y la cosecha.

Se pueden utilizar las recomendaciones de las dosis de nitrógeno usadas por los fertilizantes basados en urea.

La regla general es aplicar la orina recolectada por una persona durante un día (Un litro y medio a dos litros) en un metro cuadrado de tierra de cultivo. La dosis máxima antes de que exista riesgo de toxicidad es 5 veces esta dosis.

No rociar las hojas porque se pueden quemar dependiendo de la sensibilidad de las plantas cultivadas al nitrógeno.
No rociar al aire ya que se pierde parcialmente el nitrógeno de la orina.

Para la aplicación en surcos, usar litro y medio de orina por metro lineal.

La orina proporciona a su vez un efecto fungicida sobre las plantas y su uso en afecciones de la piel es conocido y utilizado. Es un activador excelente para acelerar el compostaje de los residuos del jardín y la cocina.

Orina humana

Los nutrientes en la orina están perfectamente balanceados como un fertilizante completo y listo para aplicarse en las plantas y enriquecerlas con elementos esenciales para su crecimiento.

Los efectos del nitrógeno y fósforo de la orina son muy parecidos a los de un fertilizante químico y pueden ser aplicados en la huerta y jardín

Partiendo de individuos sanos y utilizando la orina fresca en el huerto familiar o jardín. Para cultivos extensivos y con grandes cantidades de orina procedentes de muchos individuos es necesario el almacenaje a temperaturas altas (20 a 30ºC.) y periodos prolongados (6 meses) para neutralizar la proliferación de posibles microorganismos patógenos.
En el terreno se puede extender la orina con una regadera directamente sobre el suelo. Si las hojas de las plantas recogen mucha orina es mejor aclararlas con agua pura.
Para los árboles y arbustos se debe verter en el punto donde las ramas estén más hacia afuera. Para los perennes y las verduras es recomendable verter la orina a unos 10 cm. de la raíz de la planta.
Es recomendable no utilizar el abonado durante el último mes antes de la cosecha.

Es conveniente diluir la orina con agua en proporción 1 a 5 para plantas adultas. Para semillas y plantones diluir en una proporción de 1 a 10.

Evitaremos los días muy calurosos y soleados prefiriendo los nublados y frescos.

Componentes de la orina normal

• La orina contiene agua en la cual están disueltas una serie de sustancias como la sal y la urea.
• Suele ser un líquido transparente o amarillento. Su color varía según los alimentos que se consuman. Un ejemplo de ello puede ser cuando ingerimos betarraga, el color de la orina seria rosa.
• Nuestro organismo elimina 1,5 litros de orina al día aproximadamente.
• La presencia de glucosa no es normal, y puede ser una glucemia demasiada elevada (diabetes), la presencia de sangre tampoco es normal.

Composición de la orina normal:

• 95% de agua.
• 2% de sales minerales, entre ellas podemos encontrar, cloruros; fosfatos; sulfatos y sales amoniacales.
• 3% de sustancias orgánicas, dentro de estas encontramos la urea; ácido úrico; ácido hipúrico y creatinina.

Valores renales: Urea

La urea es el principal producto de degradación del metabolismo de las proteínas. Se origina en el hígado a partir de productos de la división de las proteínas y se elimina en los riñones en un 90%. Si la función de filtrado de los riñones disminuye, aumenta la concentración de urea en la sangre, y el valor de laboratorio de la urea es mayor. Sin embargo, la concentración solo aumenta cuando la capacidad de filtrado de los riñones es una cuarta parte más baja de lo normal.

Por otra parte, para calcular la cantidad de urea en la sangre hay que tener en cuenta la cantidad de proteínas que la persona ingiere con la comida, y además cuánta descompone el cuerpo, lo que depende de la masa muscular. Otros parámetros que se valoran cuando se estudia la función renal son la creatinina y la TFG tasa de filtrado glomerular, pero éstos dependen a su vez de otros factores. Todo ello nos aporta una ventaja: según sus valores se puede determinar la función de filtrado de los riñones de forma fiable.

Varias causas pueden influir en el aumento o disminución de la urea en la sangre.

• La urea aumenta en las siguientes situaciones:
• Insuficiencia renal aguda y crónica
• Deshidratación
• Reducción del flujo sanguíneo en los riñones (por ejemplo debido a una obstrucción circulatoria)
• Aumento de la degradación de proteínas, por ejemplo, por lesiones graves, quemaduras, hemorragias, fiebre, o muerte de células en enfermedades cancerígenas
• Trastornos del filtrado renal (en enfermedades inflamatorias del riñón, comoglomerulonefritis o pielonefritis, enfermedades no inflamatorias del riñón como la nefroesclerosis, o en intoxicaciones)
• Obstrucción de las vías urinarias (por ejemplo, en cálculos renales, tumores)
• La urea disminuye en las siguientes situaciones:
• Enfermedades del hígado
• Acidosis
• Dieta baja en proteínas
• Sobre hidratación

Fungicidas.

Son sustancias tóxicas que actúan sobre hongos patógeno que producen enfermedades criptogámicas, se emplean para impedir el crecimiento o para matar los champis perjudiciales para las plantas, los animales o el hombre.

La mayoría de los fungicidas de uso agrícola se fumigan o espolvorean sobre las semillas, hojas o frutas para impedir la propagación de la roya, el tizón, los mohos, o el mildiu (enfermedades de las plantas).

La mixtura de Burdeos, conocida también como caldo bordelés, desarrollada en 1882 y compuesta de cal muerta y sulfato de cobre, fue el primer fungicida eficaz. Durante muchas décadas fue empleada en una gran variedad de plantas y árboles frutales. Los fungicidas de hoy, mucho más variados, se emplean de un modo más selectivo, para combatir hongos específicos en plantas específicas.

Se distinguen dos tipos de fungicidas: a) de contacto: son incapaces de penetrar en el interior del vegetal. b) sistémicos: atraviesan la cutícula y alcanzan vía floema diferentes puntos del vegetal.

Tipos de hongos

• Epifitos: Hongos de crecimiento externo.
• Endofitos: Hongos de crecimiento interno.

Los epifitos crecen exclusivamente en la superficie del vegetal, dan lugar a que el órgano se recubra de una masa algodonosa blanca o gris. Esta masa es el micelio del hongo, el cual recubre la superficie de la epidermis; también hay una pequeña parte del micelio que crece dentro de la planta para conseguir nutrientes. El ataque de estos hongos es reconocido con facilidad y no se confunde otras plagas o enfermedades.

Los endófitos son los más numerosos; en ellos el micelio se desarrolla en el interior de tejidos vegetales, aunque hay casos en que aparentemente el micelio crece en el exterior para que las esporas se puedan dispersar.

Fermentación

La fermentación es un proceso de tipo catabólico, es decir, de transformación de moléculas complejas, en moléculas simples, dentro del metabolismo. Así la fermentación es un proceso catabólico de oxidación que tiene lugar de forma incompleta, siendo además un proceso totalmente anaeróbico (sin presencia de oxígeno), dando como producto final un compuesto de tipo orgánico, el cual caracteriza por lo general, a los distintos tipos de fermentaciones existentes, pudiendo así realizar una clasificación y una diferenciación.

Existen numerosas clases de fermentación, que por lo general suelen ser características de grupos de organismos específicos.
En las fermentaciones, los sustratos son oxidados de forma parcial, formándose el ATP solamente por fosforilación en el nivel del sustrato, no necesitando oxígeno. Son numerosos los hongos, bacterias, protozoos, y algas que fermentan los azúcares, transformándolos en etanol más CO2, en procesos conocidos como fermentaciones alcohólicas.

Por otro lado, la fermentación conocida como, fermentación acidoláctica, que consiste en la reducción del piruvato a lactato, es aún más habitual que la anterior. Este tipo de fermentación se da en bacterias (Bacillus), algas (como la Chlorella), mohos, algunos protozoos, y como curiosidad, se da incluso en el músculo esquelético de animales.

Ambas fermentaciones, la fermentación de tipo láctica, y la fermentación de tipo alcohólica, son de gran utilidad para el hombre, pues por ejemplo, la fermentación alcohólica se realiza a partir de levaduras para dar lugar a la producción de bebidas alcohólicas; o en el caso de la fermentación láctica, a pesar de poder estropear algunos alimentos, también puede ser usada para fabricar yogures, o algunas conservas. En general, el papel que juegan las fermentaciones en la producción de alimentos es sumamente importante.

Objetivo

Elaborar un fertilizante orgánico a base de orina humana que contribuya a la aceleración del compostaje y que actué como fungicida.

Justificación

La orina humana es un desecho orgánico que puede ser utilizado como fertilizante debido a que contiene diversos nutrientes como los son el nitrógeno y el fósforo que tienen efectos muy parecidos a los de un fertilizante químico.

Uno de los principales beneficios de un  fertilizante a base de orina humana es que al ser almacenada aumento su PH, generando amoniaco que permite eliminar agentes patógenos por lo que la planta crecerá libre de toxinas y contaminantes.

Además, es un fertilizante económico, eficaz y abundante; no tiene virus ni bacterias y es biodegradable siempre que venga de una persona saludable, ya que los fertilizantes deben de ser productos que modifiquen la composición de suelo y sus condiciones físicas y biológicas para que las plantas puedan obtener todos los nutrientes que necesitan para se desarrollo.

Es una alternativa viable ya que al ser un fertilizante de origen natural, es más inofensivo al ambiente y tiene un porcentaje menor de contaminación.

Hipótesis

Si logramos elaborar un fertilizante a base de orina humana entonces obtendremos un producto que aceleré el compostaje y actué como fungicida.

Método (materiales y procedimiento)

Materiales:

• 2 litros de orina humana
• 1 litro de agua
• 9 plantas de hierbabuena.
• 2 contenedores de plástico de 2 litros
• 3 pares de guantes de látex
• 3 mascarillas de concha
• 4 tiras indicadoras de PH
• 1 embudo
• 1 vaso de precipitados de 1 litro
• 2 etiquetas medianas blancas
• 1 vaso de precipitados de 50 ml

Metodología:

FASE 1: Fermentación

1. Colocar 1 litro de orina humana en cada contenedor de plástico.
2. Medir el Ph con ayuda de las tiras indicadoras, registrar los resultados y cerrar el contenedor.
3. Etiquetar cada contenedor con la fecha de la colocación de la orina y colocarles un número respectivamente ( 1 y 2)
4. Dejar reposar durante un mes.
5. Después de un mes volver a medir el PH y registrar los resultados.

FASE 2: Colocación de la orina

1. Colocarse un par de guantes de látex y una mascarilla.
2. Verter un litro de agua con ayuda del embudo en el contenedor número 1.
3. En tres plantas verter 20 ml del contenedor 1 en cada una (cada semana).
4. En tres plantas verter 20 ml del contenedor número 2 (orina sin diluir).
5. Observar el crecimiento de las plantas durante los siguientes 2 meses.

Nota: Las tres plantas restantes no tendrán ningún fertilizante, únicamente se trataran con agua.

Galería Método

Resultados

Después de haber dejado fermentar durante un mes se obtuvieron 2 litros de orina humana, de los cuales el primer contenedor tuvo un PH de 8 y el segundo un PH de 6.

En cuanto a las plantas se puede observar que las que fueron fertilizadas con orina diluida tienen una mejor coloración a comparación de las otras ya que los que tienen orina sin diluir no tienen el tiempo suficiente para adaptarse al fertilizante por lo cual mueren en el proceso de crecimiento.

Galería Resultados

Discusión

Es necesario reducir la cantidad de fertilizante que se les coloca a las plantas cada semana de 50 ml a 20 ml debido a que el exceso de nitrógeno que contiene la orina provoca que los tallo de las plantas se debiliten, sus hojas se tornen de un color amarillo y sean más propensas a contraer plaga, por lo cual es necesario agregar la cantidad correcta de fertilizante, ya que de no hacerlo nunca se tendrán el resultado deseado y las plantas morirán en el proceso de crecimiento.

Conclusiones

En base a los resultados se puede observar que las plantas tratadas con orina diluida tienen una mayor capacidad de adaptación a comparación de las que son tratadas con orina sin diluir ya que se les puede observar un mayor crecimiento, esto sucede debido a que la orina diluida tiene un menor porcentaje de amoníaco, por lo cual es más difícil que las plantas mueran en proceso de crecimiento.

Bibliografía

¿Qué es un fertilizante?, Hydro Environment, disponible en: http://hydroenv.com.mx/catalogo/index.php?main_page=page&id=249, consultado el: 07 de noviembre del 2016

Valores renales: Urea, Onmeda.es, disponible en: http://www.onmeda.es/exploracion_tratamiento/valores_rinones-urea-4446-2.html, consultado el: 07 de noviembre del 2016

Summary

Fertilizers are substances that contain lots of nutrients which are used to enrich and improve physical, chemical and biological characteristics within the soil, so the plants will be developed better.

In the case of human urine, as it is an organic waste, it can be used as a fertilizer since the nutrients it contains are useful for the plants.

By the process of fermentation within the urine, it allows to increase its PH and decreases its pathogen agents.

In order to incorporate the human urine in the plants, it is necessary to bear in mind different kinds of care, one of them is from its collection since during this process can become contaminated. On the other hand it is necessary to be careful in its application because an excess of nitrogen in a plant is more likely to acquire a plague because it weakens their defenses.

One of the benefits of a fertilizer based on human urine is that being a sustainable production method, it can reduce the effects against the environment, compared to chemical fertilizers that due to its nutrient overload causes eutrophication of lakes, water reservoirs and ponds.

Research Question

Problem approach

Chemical fertilizers are made of man-made nutrients, usually from animals, vegetables or synthetic origin. They also produce pollution because of the excess of nitrogen and phosphates that can infiltrate groundwater or be washed away by water courses. This nutrient overload causes eutrophication of lakes, reservoirs and ponds.

They are also the largest anthropogenic source of greenhouse gases.

It is true that chemical fertilizers provide some nutrients that plants need, but this does not guarantee that they are the best option. If more sustainable production methods are used, the effects on the environment could be decreased, as in the case of fertilizer based on human urine, which enters into the category of fertilizers that are originated from different processes such as fermentation or decomposition through living organisms, after which they had been developed intensively as it offers significant advantages of fertilizers and is currently known as fertirrigation.

Background

¿Qué es un fertilizante?

Los fertilizantes o abonos son sustancias de origen animal, mineral, vegetal o sintético, que contienen gran cantidad de nutrientes y se utilizan para enriquecer y mejorar características físicas, químicas y biológicas del suelo o sustrato; así las plantas se desarrollarán mejor. Podemos diferenciar tres tipos de fertilizantes: químicos, orgánicos e inorgánicos.

Fertilizantes químicos:

Son nutrientes elaborados por el hombre que por lo general tienen un origen mineral, animal, vegetal o sintético. Los cuales se pueden clasificar en:

Fertilizante químico-inorgánico:

Son elementos que tienen un origen mineral—extraídos de la tierra, como el nitrato—o químico. Generalmente los de este tipo son de acción rápida y estimulan el crecimiento y vigor de las plantas cuando se aplican sobre la superficie.

De forma general, las plantas necesitan 16 elementos nutritivos: Carbono, Hidrógeno y Oxígeno los cuales puede obtener del ambiente. Los otros 13 elementos pueden clasificarse en macronutrientes y micronutrientes (oligoelementos).

Macronutrientes: los principales son el Nitrógeno (N), Fósforo (P) y Potasio (K). Los secundarios son: Calcio (Ca), Azufre (S) y Magnesio (Mg).

Micronutrientes u oligoelementos: Boro (B), Cloro (Cl), Cobre (Cu), Hierro (Fe), Manganeso (Mn), Molibdeno (Mo) y Zinc (Zn).

Son compuestos como las fitohormonas (auxinas y giberelinas), ácidos húmicos o fúlvicos (que se originan en el suelo, composta; lombricomposta)  y aminoácidos (proviene del colágeno de origen animal o de algas) que pueden complementar los fertilizantes químico-inorgánico para producir un cultivo más sano.

Biofertilizantes:

Es una sustancia que contiene microorganismos vivos, los cuales, cuando se aplican a superficies de plantas o suelos, colonizan la rizosfera (la raíz) o el interior de la planta, y promueven el crecimiento al incrementar el suministro o la disponibilidad de nutrientes primarios a la planta huésped.

Fertilizantes orgánico, natural, verde o abono:

Pueden ser de origen mineral, vegetal, animal o mixto. Se forman a partir de procesos naturales en los que la mano del hombre no interviene o interviene muy poco. Un ejemplo de esto son los abonos a partir de estiércol de varios animales, yeso agrícola, residuos de cosecha, la lombricomposta o la composta. La mayoría son de acción lenta, pues proporcionan nitrógeno orgánico que debe ser transformado en inorgánico por las bacterias del suelo antes de ser absorbido por las raíces, la rapidez de acción dependerá del terreno y condiciones adecuadas de temperatura y humedad.

Fertilizantes Inorgánicos.

Se pueden utilizar como compuestos que aportan nutrientes y complementan el material orgánico. Ejemplos de estos materiales son los fosfatos naturales, las rocas silíceas, el cloruro de potasio, la dolomita, la magnesita, el sulfato de magnesio (Kieserita), Sulfato de calcio (yeso agrícola), Carbonato de calcio, Patentkali (sulfato doble de potasio y magnesio), Sulfato de potasio, Sal potásica en bruto, Epsonita, Calizas dolomíticas, Magnesita, Rocas silíceas, desechos de desfosforación (Escoria Thomas), Fosfato natural blando (roca fosfórica), Fosfato aluminio cálcico, Azufre elemental, carbón mineral, entre otros.

Algunos ejemplos de fertilizantes inorgánicos son:

Harina de Roca     

Las rocas y minerales naturales se muelen y pulverizan muy finamente, ya que cuanto menor es el tamaño de molido, más rápida es su acción y menores las cantidades a aportar.

Materias Minerales           

Los abonos minerales se pueden clasificar según su elemento dominante. Existen materias ricas en: sílice, fósforo, potasio, magnesio, calcio o azufre entre otros.

Micronutrientes (Oligoelementos)

Éstos están presentes en distintos tipos de rocas en cantidades diferentes. Por lo general se encuentran Boro, Cobalto, Cobre, Hierro, Manganeso, Molibdeno y Zinc.

Fertilizantes Orgánicos

Son de origen animal y vegetal de los que las plantas pueden obtener importantes cantidades de nutrientes y se conocen sus beneficios desde la antigüedad. Entre los abonos orgánicos se incluyen.

Algunos ejemplos de fertlizantes orgánicos son:

 De origen animal                          

El estiércol fue y es actualmente el más utilizado. Tiene origen en animales de crianza o corral como vacas, borregos, aves, etc. Otros ejemplos son la harina de sangre y la harina de hueso.

De origen vegetal 

Proviene de desechos o residuos de materia vegetal, cáscaras, restos de cultivo, etc. que se preparan o componen de forma específica para brindar nutrientes asimilables al suelo. Por ejemplo la composta o abono orgánico.

Otros

Fertilizantes que tienen origen en distintos procesos como la fermentación o la descomposición a través de organismos vivos; por ejemplo el Bocashi (materia orgánica fermentada) o el Humus (obtenido a partir de la lombricomposta)

En general los fertilizantes agrícolas tienen diversas modalidades para su aplicación, se pueden aplicar en seco directamente al suelo o mezclado con la tierra o sustrato, o bien, se pueden aplicar disueltos en agua mediante un sistema especial de riego.  Esta última modalidad se ha desarrollado de forma intensiva ya que ofrece ventajas significativas sobre el método tradicional de aplicación de fertilizantes, actualmente se le conoce como fertirrigación o Nutrigación.

Orina como abono ecológico para la agricultura y jardinería: Un abono orgánico barato y eficaz

En realidad, la cosa no tiene misterio alguno. Puesto que la orina es un desecho orgánico, puede utilizarse como fertilizante orgánico. Sin embargo, hay peros. Por una parte, es cierto que contiene nutrientes que son útiles para las plantas, en especial el nitrógeno y ácido úrico o potasio, magnesio y calcio, entre otros.

A su vez, contiene restos de medicamentos. De hecho, la composición de la orina varía en función de otros muchos factores, como la dieta, posibles enfermedades o el tipo de agua que ingerimos y, en lo que respecta a los microbios, tiene menos que la saliva o las heces.

Además, si se almacena aumenta el pH y minimizaremos los agentes patógenos. ¿Entonces, podemos usarla tal cual, y así obtener un fertilizante barato y eficaz? Aunque si procede de una persona sana es utilizable, pues no tiene virus o bacterias y es biodegradable, es mejor saber cómo hacerlo.

¿Qué dice la ciencia?

En efecto, el uso de la orina como fertilizante de las plantas es una práctica ante la que no se ponen peros, salvo cuando se contamina en su recolección o almacenamiento, pongamos por caso. Actualmente, por ejemplo, los estudios buscan determinar si existen determinados restos de medicamentos que puedan acabar llegando a los alimentos y, por lo tanto, entrar en la cadena alimentaria.

La Organización Mundial de la Salud cuenta con directrices para su uso en la agricultura y proliferan los experimentos y proyectos no solo en huertos urbanos o jardines privados sino también en cultivos intensivos y en jardines públicos.

Eso sí, con respecto a estos últimos, se agradece la contribución ciudadana realizada a través de en urinarios públicos. En Amsterdam lo tienen claro. Su alcaldía se ha propuesto recolectar el pipí de sus habitantes para abonar jardines y tierras agrícolas.

El uso de grandes cantidades de orina procedentes de muchas personas precisa de un tratamiento especial. Por lo general, se almacena a temperaturas altas durante varios meses para generar amoniaco con el aumento del Ph al que aludíamos. Es así como se reducen los patógenos, y los resultados pueden ser muy satisfactorios.

Consejos prácticos.

Si queremos usar orina (humana, se entiende) en el jardín o huerto, las recomendaciones más habituales se refieren a su dosificación. Además de vigilar que procedan de personas saludables, es importante hacerlo solo a nivel casero.

Lo incorporaremos al suelo, mediante riego. Evitemos la aspersión, pues las partículas quedarán en el aire y será desagradable, además de perderse parte del nitrógeno. A su vez, mejor diluirla, una quinta parte en plantas adultas y una décima parte para plantones o semillas.

A parte de fertilizar, puede utilizarse como fungicida y para acelerar el compostaje. Eso sí, antes de lanzarse sería recomendable documentarse sobre el tema recurriendo a manuales y guías sencillas que orienten sobre los distintos supuestos.

Tengamos presente que idealmente debería pasteurizase si queremos usarla en cultivos agrícolas y también recordar que el mejor momento de aplicarla es un mes antes de la cosecha, según recomienda la OMS.

“La orina es muy alta en fósforo y nitrógeno, y esas cosas en el agua son serios contaminantes, hacen que crezcan las algas en los ríos, y eso puede matar peces y destruir ecosistemas acuáticos”.

“La orina contiene 85-90% del nitrógeno de los desechos humanos y alrededor de dos tercios del fósforo, y las heces sólo tienen el resto”, dice Noe-Hays.

Pero por otra parte, el fósforo -que producen pocos países en el mundo- es fundamental para la agricultura y no tiene un sustituto.

Por eso, dice Noe-Hays, si se recolecta la orina antes de que llegue a las plantas de tratamiento se evita que estos nutrientes contaminen el agua y a la vez se está recuperando gran parte del fósforo de la agricultura sin tener que reemplazarlo. La idea es crear un ciclo renovable, que no llegue al océano.

Recomendaciones y dosificación

Se obtienen mejores resultados si se aplica antes de la siembra o antes de que transcurran de dos terceras partes a tres cuartas partes del tiempo trascurrido entre la siembra y la cosecha.

Se pueden utilizar las recomendaciones de las dosis de nitrógeno usadas por los fertilizantes basados en urea.

La regla general es aplicar la orina recolectada por una persona durante un día (Un litro y medio a dos litros) en un metro cuadrado de tierra de cultivo. La dosis máxima antes de que exista riesgo de toxicidad es 5 veces esta dosis.

No rociar las hojas porque se pueden quemar dependiendo de la sensibilidad de las plantas cultivadas al nitrógeno.
No rociar al aire ya que se pierde parcialmente el nitrógeno de la orina.

Para la aplicación en surcos, usar litro y medio de orina por metro lineal.

La orina proporciona a su vez un efecto fungicida sobre las plantas y su uso en afecciones de la piel es conocido y utilizado. Es un activador excelente para acelerar el compostaje de los residuos del jardín y la cocina.

Orina humana

Los nutrientes en la orina están perfectamente balanceados como un fertilizante completo y listo para aplicarse en las plantas y enriquecerlas con elementos esenciales para su crecimiento.

Los efectos del nitrógeno y fósforo de la orina son muy parecidos a los de un fertilizante químico y pueden ser aplicados en la huerta y jardín

Partiendo de individuos sanos y utilizando la orina fresca en el huerto familiar o jardín. Para cultivos extensivos y con grandes cantidades de orina procedentes de muchos individuos es necesario el almacenaje a temperaturas altas (20 a 30ºC.) y periodos prolongados (6 meses) para neutralizar la proliferación de posibles microorganismos patógenos.
En el terreno se puede extender la orina con una regadera directamente sobre el suelo. Si las hojas de las plantas recogen mucha orina es mejor aclararlas con agua pura.
Para los árboles y arbustos se debe verter en el punto donde las ramas estén más hacia afuera. Para los perennes y las verduras es recomendable verter la orina a unos 10 cm. de la raíz de la planta.
Es recomendable no utilizar el abonado durante el último mes antes de la cosecha.

Es conveniente diluir la orina con agua en proporción 1 a 5 para plantas adultas. Para semillas y plantones diluir en una proporción de 1 a 10.

Evitaremos los días muy calurosos y soleados prefiriendo los nublados y frescos.

Componentes de la orina normal

• La orina contiene agua en la cual están disueltas una serie de sustancias como la sal y la urea.
• Suele ser un líquido transparente o amarillento. Su color varía según los alimentos que se consuman. Un ejemplo de ello puede ser cuando ingerimos betarraga, el color de la orina seria rosa.
• Nuestro organismo elimina 1,5 litros de orina al día aproximadamente.
• La presencia de glucosa no es normal, y puede ser una glucemia demasiada elevada (diabetes), la presencia de sangre tampoco es normal.

Composición de la orina normal:

• 95% de agua.
• 2% de sales minerales, entre ellas podemos encontrar, cloruros; fosfatos; sulfatos y sales amoniacales.
• 3% de sustancias orgánicas, dentro de estas encontramos la urea; ácido úrico; ácido hipúrico y creatinina.

Valores renales: Urea

La urea es el principal producto de degradación del metabolismo de las proteínas. Se origina en el hígado a partir de productos de la división de las proteínas y se elimina en los riñones en un 90%. Si la función de filtrado de los riñones disminuye, aumenta la concentración de urea en la sangre, y el valor de laboratorio de la urea es mayor. Sin embargo, la concentración solo aumenta cuando la capacidad de filtrado de los riñones es una cuarta parte más baja de lo normal.

Por otra parte, para calcular la cantidad de urea en la sangre hay que tener en cuenta la cantidad de proteínas que la persona ingiere con la comida, y además cuánta descompone el cuerpo, lo que depende de la masa muscular. Otros parámetros que se valoran cuando se estudia la función renal son la creatinina y la TFG tasa de filtrado glomerular, pero éstos dependen a su vez de otros factores. Todo ello nos aporta una ventaja: según sus valores se puede determinar la función de filtrado de los riñones de forma fiable.

Varias causas pueden influir en el aumento o disminución de la urea en la sangre.

• La urea aumenta en las siguientes situaciones:
• Insuficiencia renal aguda y crónica
• Deshidratación
• Reducción del flujo sanguíneo en los riñones (por ejemplo debido a una obstrucción circulatoria)
• Aumento de la degradación de proteínas, por ejemplo, por lesiones graves, quemaduras, hemorragias, fiebre, o muerte de células en enfermedades cancerígenas
• Trastornos del filtrado renal (en enfermedades inflamatorias del riñón, comoglomerulonefritis o pielonefritis, enfermedades no inflamatorias del riñón como la nefroesclerosis, o en intoxicaciones)
• Obstrucción de las vías urinarias (por ejemplo, en cálculos renales, tumores)
• La urea disminuye en las siguientes situaciones:
• Enfermedades del hígado
• Acidosis
• Dieta baja en proteínas
• Sobre hidratación

Fungicidas.

Son sustancias tóxicas que actúan sobre hongos patógeno que producen enfermedades criptogámicas, se emplean para impedir el crecimiento o para matar los champis perjudiciales para las plantas, los animales o el hombre.

La mayoría de los fungicidas de uso agrícola se fumigan o espolvorean sobre las semillas, hojas o frutas para impedir la propagación de la roya, el tizón, los mohos, o el mildiu (enfermedades de las plantas).

La mixtura de Burdeos, conocida también como caldo bordelés, desarrollada en 1882 y compuesta de cal muerta y sulfato de cobre, fue el primer fungicida eficaz. Durante muchas décadas fue empleada en una gran variedad de plantas y árboles frutales. Los fungicidas de hoy, mucho más variados, se emplean de un modo más selectivo, para combatir hongos específicos en plantas específicas.

Se distinguen dos tipos de fungicidas: a) de contacto: son incapaces de penetrar en el interior del vegetal. b) sistémicos: atraviesan la cutícula y alcanzan vía floema diferentes puntos del vegetal.

Tipos de hongos

• Epifitos: Hongos de crecimiento externo.
• Endofitos: Hongos de crecimiento interno.

Los epifitos crecen exclusivamente en la superficie del vegetal, dan lugar a que el órgano se recubra de una masa algodonosa blanca o gris. Esta masa es el micelio del hongo, el cual recubre la superficie de la epidermis; también hay una pequeña parte del micelio que crece dentro de la planta para conseguir nutrientes. El ataque de estos hongos es reconocido con facilidad y no se confunde otras plagas o enfermedades.

Los endófitos son los más numerosos; en ellos el micelio se desarrolla en el interior de tejidos vegetales, aunque hay casos en que aparentemente el micelio crece en el exterior para que las esporas se puedan dispersar.

Fermentación

La fermentación es un proceso de tipo catabólico, es decir, de transformación de moléculas complejas, en moléculas simples, dentro del metabolismo. Así la fermentación es un proceso catabólico de oxidación que tiene lugar de forma incompleta, siendo además un proceso totalmente anaeróbico (sin presencia de oxígeno), dando como producto final un compuesto de tipo orgánico, el cual caracteriza por lo general, a los distintos tipos de fermentaciones existentes, pudiendo así realizar una clasificación y una diferenciación.

Existen numerosas clases de fermentación, que por lo general suelen ser características de grupos de organismos específicos.
En las fermentaciones, los sustratos son oxidados de forma parcial, formándose el ATP solamente por fosforilación en el nivel del sustrato, no necesitando oxígeno. Son numerosos los hongos, bacterias, protozoos, y algas que fermentan los azúcares, transformándolos en etanol más CO2, en procesos conocidos como fermentaciones alcohólicas.

Por otro lado, la fermentación conocida como, fermentación acidoláctica, que consiste en la reducción del piruvato a lactato, es aún más habitual que la anterior. Este tipo de fermentación se da en bacterias (Bacillus), algas (como la Chlorella), mohos, algunos protozoos, y como curiosidad, se da incluso en el músculo esquelético de animales.

Ambas fermentaciones, la fermentación de tipo láctica, y la fermentación de tipo alcohólica, son de gran utilidad para el hombre, pues por ejemplo, la fermentación alcohólica se realiza a partir de levaduras para dar lugar a la producción de bebidas alcohólicas; o en el caso de la fermentación láctica, a pesar de poder estropear algunos alimentos, también puede ser usada para fabricar yogures, o algunas conservas. En general, el papel que juegan las fermentaciones en la producción de alimentos es sumamente importante.

Objective

To elaborate a fertilizer based on human urine which contributes to accelerate the composting process and works as a fungicide at the same time.

Justification

Human urine is an organic waste that can be used as fertilizer because it contains various nutrients such as nitrogen and phosphorus which have several benefits very similar to those of a chemical fertilizer.

One of the main benefits of a fertilizer based on human urine is that when it is stored it increases the pH, generating ammonia that allows the elimination of pathogenic agents so the plant will grow free of toxins and contaminants.

In addition, it is an economic fertilizer, effective and abundant; It has no viruses or bacteria and is biodegradable whenever it comes from a healthy person. Fertilizers must be products that modify the composition of the soil and its physical and biological conditions, so the plants can obtain all the nutrients they need for their proper development.

It is a feasible alternative since being a fertilizer of natural origin, it is harmless to the environment and has a lower percentage of contamination.

Hypothesis

If we achieve to elaborate a fertilizer based on human urine, we will obtain a product which will accelerate the composting process and that acted like fungicide.

Method (materials and procedure)

Materials

2 liters of human urine

1 liter of water

9 hierbabuena plants

2 containers with capacity of 2 liters

3 pairs of latex gloves

3 shell-shaped masks

4 PH indicator strips

1 funnel

1 1-liter beaker

2 white medium labels

1 beaker of 50 ml

Methodology

PHASE 1. FERMENTATION

1. Put one liter of urine in each plastic container.
2. Measure the PH using the indicator strips, write down the results and close the container.
3. Label each container with the date of the urine testing and place a number respectively (1,2).
4. Let it stand for a month.
5. After one month, measure PH and write down results

PHASE 2. PLACING THE URINE

1. Put on a pair of latex gloves and a mask.
2. Pour 1 liter of water within the container number one using the funnel.
3. Pour 20 ml from the container number 1 into each one of the three oregano plants every week.
4. Pour 20 ml from the container number two (undiluted urine) into each one of another set of three oregano plants.
5. Watch the growth of the plants during the following 2 months.

NOTE: The remaining three plants will not have any fertilizer they will only be watered with plain water.

Method Gallery

Results

After allowing the mixture to ferment during one month, there were obtained 2 liters of human urine, of which the first container had a PH of 8 and the second one 6. As for the plants can be noted that the ones fertilized with diluted urine have a better color compared with the others which have urinates without delay, which do not have the time enough to adapt to the fertilizer, so they died during the growing process.

Results Gallery

Discussion

It is necessary to decrease the amount of fertilizer that is added to the plants every week from 50 ml to 20 ml because the excess of nitrogen that contains the urine causes that the stem of the plants weaken, their leaves turn yellow and become susceptible to contract pest, so it is necessary to add the correct amount of fertilizer, since if you do not do it, you will never have the result and the plants will die in the process of growth.

Conclusions

Based on the results it can be seen that the plants treated with diluted urine have a bigger capacity of adaptation compared to those who are treated with undiluted urine because it can be seen that they have a better growth, this is due to the diluted urine has a lower percentage of ammonia, so that is more difficult for plants to die in the process of growth.

Bibliography

¿Qué es un fertilizante?, Hydro Environment, available in : http://hydroenv.com.mx/catalogo/index.php?main_page=page&id=249, consulted : 07 de noviembre del 2016

Valores renales: Urea, Onmeda.es, available in : http://www.onmeda.es/exploracion_tratamiento/valores_rinones-urea-4446-2.html, consulted: 07 de noviembre del 2016