Il futuro dell'agricoltura può dipendere dalle nostre feci

Uno scarto fisiologico del nostro corpo potrebbe diventare una risorsa, se solo smettessimo di pensare alle nostre feci nel modo sbagliato!

Il futuro dell'agricoltura può dipendere dalle nostre feci
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Ormai tutti i giorni ci confrontiamo con i problemi che affliggono la nostra epoca, tra crisi economica, umanitaria e climatica (di cui abbiamo parlato nel nostro speciale sulla siccità).
Tuttavia, oggi ci concentreremo sul tema dell'agricoltura e sul problema della sovrappopolazione, che porta al continuo aumento dell'utilizzo delle risorse - ovviamente limitate - del nostro pianeta. In quest'ambito, una risorsa di cui non si parla mai abbastanza sono proprio le nostre feci, pressoché illimitate finché esisteremo e ricche di nutrienti. Il loro utilizzo ha radici lontanissime nella storia dell'uomo e ha subito diverse trasformazioni fino a diventare un tabù di cui non si deve parlare. Al giorno d'oggi, le feci vengono trattate come uno scarto ingombrante e problematico, qualcosa di inutile e da allontanare il più possibile dalla società.
Siamo qui per parlare di quanto questo stigma sia profondamente sbagliato e deleterio dal punto di vista economico soprattutto nell'ambito dell'agricoltura circolare.

Un equilibrio precario

L'agricoltura è necessaria per la produzione di beni di prima necessità, in parole povere, se non mangiamo non possiamo sopravvivere. I prodotti derivanti dall'agricoltura, però, non si fermano ai soli beni alimentari: i tessuti che utilizziamo per i nostri indumenti, i coloranti, il tabacco, il luppolo per la birra sono solo alcuni dei principali prodotti di cui ci serviamo che derivano direttamente dall'agricoltura. Dunque, risulta normale che un terzo delle risorse del pianeta sia destinato all'attività agricola.

Tuttavia, l'uomo si nutre da sempre e ha vissuto per anni senza distruggere completamente il proprio ecosistema. Cosa è cambiato?
La risposta breve è sicuramente da ricercare nelle conseguenze della sovrappopolazione e della produttività finalizzata ad un consumismo esagerato. La risposta esaustiva necessita di uno sguardo molto più ampio.

L'agricoltura e le feci nella storia

L'agricoltura è cambiata moltissimo nel tempo, a partire dalla mera raccolta delle popolazioni nomadi, passando per la produzione di beni alimentari per l'autoconsumo e, successivamente, per la produzione di surplus con fini commerciali.

In queste epoche è fortemente utilizzato il letame come fertilizzante, sia animale che umano, e nascono anche i primi sistemi di raccolta e stoccaggio degli escrementi, in cui le feci non vengono eliminate ma appunto raccolte e fermentate per essere riutilizzate.
Partiamo, ad esempio, dall'epoca romana. Dopo che nelle grandi città iniziarono a formarsi le prime reti fognarie con lo scopo di allontanare gli scarti del corpo, per una questione di igiene, ci fu l'invenzione di latrine pubbliche con canali collegati alle cloache, che rese estremamente efficiente la raccolta delle feci, finalizzate poi a tantissimi usi diversi, tra cui, ovviamente, la produzione di fertilizzante.
L'agricoltura si è poi modificata attraverso l'intensificazione delle coltivazioni con la creazione delle piantagioni e l'utilizzo dell'aratro pesante nel medioevo, passando per le rivoluzioni agricole basate sullo sviluppo di nuovi macchinari e di rotazione delle coltivazioni, fino ad arrivare alla rivoluzione industriale. In questi periodi cambia il concetto di escremento e le feci vengono sempre più allontanate dalla società fisicamente e concettualmente.

Nel medioevo, la pudicizia e l'abbassamento generale delle condizioni igieniche causarono l'abbandono delle latrine pubbliche portando alla diffusione di molte malattie, tra cui alcune gravi come il tifo e l'epidemia di peste del XIV secolo.

L'uso del "vaso" (di rame o terracotta) prende il sopravvento e il riutilizzo delle feci umane viene progressivamente abbandonato. Questa mentalità diviene deleteria per l'agricoltura sostenibile poiché, sebbene continuino ad essere utilizzati gli escrementi animali, quelli umani vengono progressivamente sempre più stigmatizzati come qualcosa di cui vergognarsi e da nascondere agli occhi della comunità.
Anche durante il Rinascimento l'agricoltura continua a fare a meno delle feci umane: solo nelle piccole comunità o in campagna gli escrementi vengono riutilizzati, mentre nelle città le feci sono ancora viste come causa di gravi malattie e un problema al quale ognuno deve trovare rimedio in modo autonomo, senza farne parola.

Questo tipo di mentalità è arrivata intatta forse fino ai giorni nostri, generando un grande tabù intorno a una cosa tanto naturale quanto spontanea come la defecazione. Tuttavia, troviamo anche delle eccezioni sbalorditive: in Cina, nel 1700, venne emanato un decreto imperiale che impose a tutti i cittadini di raccogliere i propri escrementi diligentemente e di consegnarli alle raccolte del mattino.
Enormi carri con grandi contenitori passavano a ritirare il prezioso fertilizzante, i contenitori venivano coperti con paglia per ridurre la liberazione di molecole volatili e venivano portati in campagna per essere elaborati e diventare a tutti gli effetti fertilizzante.

Questa tecnica pose fine a una grave carestia nel sud della Cina e, di conseguenza, si venne a creare un vero e proprio mercato delle feci, non tutte con lo stesso valore: le feci dei ricchi, che ovviamente mangiavano meglio, erano più costose in quanto più ricche di nutrienti. Diviene famoso il detto "fate tesoro del suolo notturno - nome dato alle feci - come se fosse oro" e si stima che durante questa epoca il paese riuscisse a recuperare e riutilizzare circa il 90% totale degli escrementi.

Ma al giorno d'oggi?

Durante tutti questi cambiamenti, è stato necessario intensificare di volta in volta la produzione a causa di una domanda sempre più insistente di prodotti alimentari e non, fino ad arrivare all'attuale agricoltura contemporanea, quella che viene definita agricoltura intensiva.

L'agricoltura intensiva è basata su un tipo lavorazione che si propone di sfruttare al massimo la capacità produttiva del terreno. Nelle coltivazioni intensive moderne, il maggiore sfruttamento è dato dall'utilizzo di innovazioni tecnologiche, di fertilizzanti e antiparassitari chimici, nonché di macchinari adatti a rendere più rapidi i processi di lavorazione.
A causa di diversi fattori, tra cui la continua crescita dei fabbisogni alimentari mondiali, la necessità di mantenere bassi i prezzi degli alimenti, la riduzione della superficie coltivabile, l'esigenza di coltivare anche in zone nettamente sfavorevoli - talvolta anche per inquinamento - e di poter ottenere prodotti di qualità nutrizionale elevata, le pratiche tradizionali sono diventate obsolete. In particolare, queste avevano il difetto di non essere in grado di fornire prodotti in larga quantità ed economici, attraenti per i consumatori, ma soprattutto coerenti con gli standard qualitativi e di sicurezza imposti dalla legge.

Quindi, dalla rivoluzione industriale iniziò a farsi strada l'idea comune che la pratica di fertilizzazione dei suoli tramite le feci, anche quelle animali, fosse una tecnica estremamente limitante se contrapposta ai fertilizzanti sintetici e ai fitofarmaci. Negli anni si è avuto anche un netto miglioramento dei composti chimici (meno tossici e meno persistenti) e delle varietà di fertilizzanti diversi per ogni coltura (aumento dell'efficienza).

Cosa serve al terreno

I fertilizzanti, in agricoltura e giardinaggio, rappresentano il vero e proprio nutrimento per le piante. Essi contengono, infatti, tutte quelle sostanze nutritive, quali azoto, fosforo, potassio, zolfo, calcio e simili, importantissime per la composizione del terreno e per far sì che le pianta possa svilupparsi e crescere al meglio.

Essi si distinguono in:

Concimi, che arricchiscono il terreno in uno o più elementi nutritivi. Sono indispensabili per l'agricoltura intensiva, in quanto il terreno dev'essere sfruttato appieno e l'alto numero di colture effettuate tende a impoverirlo di elementi nutritivi. Possono essere totalmente organici oppure organo-minerali
Ammendanti, che migliorano le proprietà chimico-fisiche del terreno modificandone la struttura e/o la tessitura (lo rendono più stabile, più o meno permeabile all'acqua e migliorano la capacità di sostenere le radici delle varie colture)
Correttivi, che modificano la reazione dei terreni anomali spostando il pH a seconda delle necessità delle colture.

Davvero i fertilizzanti sintetici sono più efficaci delle feci? Pro e Contro

I fertilizzanti chimici risultano molto efficaci perché bilanciati adeguatamente a livello sintetico, vengono appositamente sintetizzati e modificati in base alle richieste del terreno, si sa precisamente cosa contengono e in che quantità. Infine, sono molto più semplici da trasportare e stoccare (anche se questo non è sempre vero: un esempio recente è l'esplosione di nitrato d'ammonio, spesso utilizzato come fertilizzante, abbandonato nel porto di Beirut nel 2020).

Tuttavia, anche le feci hanno un ottimo potere nutritivo per il terreno, sono naturalmente ricche di fosforo azoto e potassio e la produzione rimarrà in forte aumento finché la popolazione continuerà a crescere.
I lati negativi dei fertilizzanti sintetici sono lo smaltimento dei sottoprodotti di laboratorio che derivano dai processi di produzione e l'inquinamento industriale e di trasporto delle materie prime, legato sempre alla loro produzione.
I lati negativi delle feci sono la loro naturale variabilità (ogni individuo produce escrementi qualitativamente e quantitativamente diversi), i costi legati al loro stoccaggio e ai trattamenti necessari alla detossificazione da batteri pericolosi (anche se questi costi andrebbero bilanciati con quelli attuali per il loro smaltimento) e ai tempi di produzione (le feci fresche non possono essere utilizzate direttamente, come antecedentemente accennato, ma è necessario effettuare un processo di detossificazione).

Tuttavia, proviamo a considerare per un attimo il contributo dei nostri personali processi digestivi. In media, la quantità delle nostre escrezioni si attesta annualmente sui 55/60 chili di feci e sui 500/600 litri di urina (Fonte: Wikipedia).
Secondo alcuni studi, è possibile calcolare, su base annua per ogni individuo, una produzione di circa 10 kg di composti a base di azoto, fosforo e potassio. Gli escrementi di una singola persona dovrebbero bastare come fertilizzante per la crescita di 200 chili di cereali all'anno.

Ogni anno vengono prodotti circa 190 milioni di tonnellate di fertilizzanti sintetici per garantire il fabbisogno mondiale, e questo dato è in crescita. Se prendessimo il materiale fecale di tutta la popolazione mondiale (attestata su 8 miliardi circa) ed eliminassimo la percentuale in peso di liquido, resterebbero 15 chili circa di materiale fecale, che andrebbe trattato con i vari processi. Tuttavia, facilitiamo i calcoli e lasciamo che il peso rimanga più o meno invariato, questo vorrebbe dire che all'anno saremmo in grado di produrre 120 milioni di tonnellate di fertilizzante.

Questo ci fa capire che non potremmo comunque rinunciare alla produzione di fertilizzanti sintetici ma potremmo ridurre notevolmente la loro produzione e, di conseguenza, la produzione di tanti sottoprodotti difficili da smaltire. Inoltre, non è solo una questione di rimpiazzare i metodi attuali ma di riutilizzare un nostro fisiologico prodotto di scarto, che ora come ora ci costa miliardi per stoccaggio e smaltimento.
Considerate che, solo per lo scarico del WC, si stima che in Italia vengano persi 16 litri di acqua al giorno a testa, circa 6.000 litri di acqua potabile all'anno per abitante (Fonte: SEBACH). Se utilizzassimo sistemi per il riciclo delle feci, si stima che il consumo potrebbe ridursi di circa il 20%.

Ma è veramente possibile produrre fertilizzante dalle feci?

Ma quindi possiamo davvero produrre fertilizzante in questo modo? Decisamente sì, come precedentemente riassunto, ma ci sono dei processi da effettuare per eliminare i batteri, i virus e i miceti normalmente presenti nelle feci.

Questi, in condizioni normali, vivono in perfetta simbiosi con l'organismo ma al di fuori di determinati range biologici diventano facilmente patogeni. Nell'intestino umano albergano, infatti, circa 400 specie batteriche, sia anaerobiche (bifidobatteri), localizzate principalmente nel colon, che aerobiche (lattobacilli), concentrate in modo particolare nel tenue.
In condizioni normali, le feci sono formate per il 75% da acqua e per il 25% da materiale solido, di cui il 75/80% è materiale organico, mentre il restante 20% circa sono sali inorganici. Il materiale organico è suddiviso in circa 25-54% di batteri, 2-25% proteine e composti azotati, 25% carboidrati e il 2-15% da lipidi. Queste percentuali, naturalmente, possono variare molto a seconda delle condizioni fisiche e di salute di un individuo.

Il trattamento delle feci non è diverso dal trattamento del materiale organico definito compostaggio, dove per compost si intende il risultato della bio-ossidazione e dell'umificazione di un misto di materie organiche (come ad esempio residui di potatura, scarti di cucina, letame, liquame o i rifiuti del giardinaggio come foglie ed erba falciata) da parte di macro e microrganismi in condizioni particolari, come la presenza di ossigeno e l'equilibrio tra gli elementi chimici della materia coinvolta nella trasformazione.

All'interno del cosiddetto ciclo dell'organico, il compostaggio è un processo biologico aerobico controllato dall'uomo e diviso in due fasi.
Una prima fase, detta attiva, con elevata attività dei microorganismi che attraverso l'idrolisi degradano le frazioni organiche più facilmente degradabili. La durata di questa fase è di poche settimane
La seconda fase, invece, è detta di maturazione, dove la frazione meno degradabile viene concentrata e successivamente umidificata. La durata di questa fase è più lunga rispetto alla prima e ha una durata superiore ai 2-3 mesi.

Alcuni processi sono già stati definiti a livello ufficiale e vi sono molte linee guida da seguire per ottenere fertilizzante dalle feci. In particolare, nel 2006, l'Organizzazione Mondiale della Sanità ha pubblicato un intero libro relativo al riutilizzo delle feci e delle acque reflue in agricoltura (Fonte: OMS).

Nuove tecnologie per lo smaltimento e riutilizzo delle feci

Individuare nuove tecnologie per lo smaltimento delle feci non è una questione legata semplicemente ad evitare sprechi: come spiega Chelsea Wald in un lungo e interessante articolo sul sito di Nature e ripreso da Il Post, nel 2017 le Nazioni Unite hanno calcolato che 2,8 miliardi di persone (circa il 38% della popolazione mondiale) vivono in luoghi dove non ci sono fognature e accumulano le loro feci in vasche di raccolta o latrine a fossa, cioè in buche più o meno profonde scavate nel terreno.

In molti casi, dopo che queste latrine vengono riempite fino all'orlo, vengono abbandonate senza adeguati piani di smaltimento. In assenza di politiche incisive, la situazione è destinata a peggiorare: si stima che nel 2030 le persone che utilizzeranno vasche, pozzi e altre soluzioni rudimentali per la raccolta delle feci saranno 5 miliardi.
Tra le persone che attualmente vivono in zone senza impianti fognari, circa 494 milioni addirittura defecano all'aperto, nei canali di scolo delle strade o in specchi d'acqua all'aperto, con evidenti rischi per la salute umana.

Dalla Svizzera, ad esempio, arriva il progetto VUNA, realizzato presso Eawag (Istituto Federale Svizzero di Scienza e Tecnologia dell'Acqua) che ha ideato un sistema di servizi igienico-sanitari a secco, quindi con risparmio idrico, a prezzi accessibili e che consente di produrre un prezioso fertilizzante a metri zero e che, avendo ottenuto le autorizzazioni dell'Ufficio federale dell'agricoltura svizzero, può essere utilizzato per concimare ogni tipo di pianta e sfrutta le proprietà nutrienti delle feci e delle urine.

Altre aziende si concentrano sulla produzione di combustibili a partire dalle feci, come Pivot, azienda che opera in Ghana, Rwanda e Kenya.
Ashely Muspratt, founder e CEO di Pivot, da anni lavora sui processi di riciclo degli scarti. In questo caso, invece di essere abbandonati in discariche all'aperto, i liquami vengono raccolti all'interno di serre e fatti essiccare per poi essere trasformati in combustibile solido, ma anche in materie prime utilizzate nella produzione di mattoni e di cemento.

In realtà ci sono moltissimi altri esempi di aziende che sfruttano le feci per produrre beni, servizi e materiali. Insomma, un riutilizzo delle feci è possibile e potrebbe essere una delle chiavi di svolta per l'economia circolare applicata all'agricoltura, il problema principale è, forse, che non se ne parla abbastanza.

Si ringrazia per la stesura dell'articolo la consulenza di Paolo Ansaldo e la sua bibliografia.