Muy Interesante
Soporte Vital de Ciencia Ficción
La NASA desarrolla un complejo y sorprendente sistema de reciclaje para obtener agua potable del aire exhalado y la orina de los astronautas
En la épica novela ecológica de Frank Herbert Dunas (1965), ambientada en Arrakis, un planeta desértico ficticio perteneciente al sistema planetario de otra estrella, el agua es tan preciada que incluso la transpiración y la humedad de la respiración son capturadas y purificadas para beber.
En los viajes reales a la Luna y a Marte, es posible que la ciencia real acabe imitando a la ciencia ficción. De hecho, los científicos e ingenieros del Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA (Marshall Space Flight Center, MSFC) están dando los últimos toques a los sistemas que captan el dióxido de carbono exhalado y la orina para transformarlos en oxígeno y agua potable.
Derecha: Un desierto cubierto de dunas en un planeta de nuestro propio Sistema Solar.
"En las primeras misiones espaciales (Mercurio, Géminis, Apolo) se llevaba todo el agua y el oxígeno necesarios, desechando en el espacio los líquidos y gases residuales", explica Robert Bagdigian del MSFC. Pronto, los sistemas de soporte vital de los astronautas fueron de "ciclo abierto", es decir que necesitaban ser reabastecidos desde la Tierra, algo que todavía sucede hoy en día en la Estación Espacial Internacional (EEI).
Pero para una misión de larga duración a la Luna o a Marte, "Tiene sentido cerrar el ciclo", es decir, reciclar el aire y el agua residuales en lugar de desecharlos. Pronto la EEI pondrá a prueba este sistema de regeneración.
El nombre del proyecto es Sistema de Control Ambiental y Soporte Vital (Environmental Control and Life Support Systems), mejor conocido por su acrónimo ECLSS (pronunciado Eclis). Bagdigian es el director del proyecto ECLSS.
"Los rusos nos llevan ventaja", afirma Robyn Carrasquillo, director de ingeniería del ECLSS. Las primeras naves Soyuz y la Mir eran capaces de condensar la humedad directamente del aire y utilizando la electrólisis (hacer pasar una corriente eléctrica a través del agua) producir oxígeno para respirar". El nuevo sistema regenerador de la NASA (ECLSS) que será enviado a la EEI en 2008 va más allá: "Además de la humedad puede recuperar la orina".
La recuperación de la orina es todo un desafío de ingeniería: "La orina es mucho más sucia que la humedad normal", explica Carrasquillo. "Puede corroer los equipos y atascar los conductos. El ECLSS utiliza un proceso de purificación denominado destilación por compresión del vapor. La orina es hervida hasta que el agua que contiene se convierte en vapor. Este vapor (prácticamente agua pura excepto por algunas trazas de amoniaco y otros gases) llega a una cámara de destilación, dejando atrás un espeso caldo marrón de impurezas y sales que Carrasquillo caritativamente llama "salmuera" (y que se desecha). El vapor es enfriado y condensado, y el agua resultante es purificada una vez más para convertirse en agua potable. El ECLSS puede recuperar el 100% de la humedad del aire y el 85% del agua en la orina, proporcionando por tanto una recuperación con una eficiencia en conjunto de alrededor del 93%.
Abajo: Camino abierto hacia las estrellas. El funcionamiento del sistema de regeneración ECLSS será puesto a prueba a bordo de la EEI.
Así es cómo funciona en la Tierra. En el espacio existe un desafío adicional: "El vapor no se eleva". La flotabilidad requiere gravedad, y en la microgravedad de una nave espacial, el vapor simplemente "se asienta". No se eleva de forma natural hacia la cámara de destilación. Por lo tanto en la versión del ECLSS que se está completando para la EEI en el Centro Marshall "hacemos girar todo el sistema de destilación para crear gravedad artificial de manera que el vapor se separe de la salmuera", declara Carrasquillo.
Por otra parte, en microgravedad los cabellos humanos, las células de la piel, las pelusas y otras impurezas flotan en el aire en lugar de caer al suelo. Por lo tanto, el procesador requiere un impresionante sistema de filtrado. Cuando al final surge el agua pura, se le añade Yodo para retardar el desarrollo de microbios (el cloro utilizado en la Tierra para purificar el agua es demasiado reactivo y peligroso para ser almacenado y manipulado en el espacio).
Derecha: El equipo ECLSS.
El sistema de recuperación y regeneración de agua para la EEI, que pesa casi tonelada y media "producirá medio galón (casi dos litros), por hora lo que está por encima de las actuales necesidades de la tripulación", afirma Carrasquillo. "Esto permitirá a la estación espacial mantener de forma continua un total de seis astronautas". El sistema está diseñado para producir agua potable "con unos estándares mejores que la mayoría de los sistemas municipales de abastecimiento de agua", añade Bagdigian.
Además de proporcionar agua potable para la tripulación, el sistema de recuperación proporcionará agua a la otra mitad del ECLSS, el sistema de generación de oxígeno (OGS). El OGS opera mediante electrolisis. Separa las moléculas de agua en oxígeno para respirar e hidrógeno que es expulsado fuera de la nave. "El ciclo de aire necesita agua muy limpia de manera que no se contamine y ensucien las células del electrolito", señala Bagdigian.
"La regeneración es mucho más eficiente en cuanto a costos que reabastecer la estación con agua desde la Tierra", declara Carrasquillo, especialmente después de que se retire el Transbordador Espacial en 2010.
Reciclar hasta el 93% del agua de desecho es impresionante, pero para misiones a la Luna o Marte de meses o años, alguna versión posterior del ECLSS debe lograr acercarse a una eficiencia del 100%.
Entonces, los astronautas serán capaces de sobrevivir en la versión de Dunas de nuestro propio Sistema Solar.
AAG
