31/Oct/06

Revista Axxón Axxón en facebook Lectores de Axxón en facebook

La NASA hace realidad el reciclaje de agua de la ciencia ficción

En la novela de ciencia ficción Duna (Dune, 1965) de Frank Herbert, que transcurre en un ficticio planeta desértico llamado Arrakis, ubicado en otro sistema estelar, el agua es tan preciosa que se captura y purifica para beber hasta la humedad la transpiración y de la respiración.

En los viajes reales a la Luna y a Marte, los avances científicos pueden imitar a la ciencia ficción. De hecho, los científicos e ingenieros del Centro Marshall de Vuelo Espacial de la NASA (Marshall Space Flight Center, MSFC) están dando los últimos toques a unos sistemas para capturar el bióxido de carbono exhalado y la orina y convertirlos en oxígeno respirable y agua potable.

Un planeta cubierto de dunas en nuestro propio Sistema Solar

"Las primeras misiones espaciales —Mercurio, Géminis, Apolo— llevaron con ellos toda el agua y el oxígeno necesarios y dejaron los líquidos y gases de desecho en el espacio", explica Robert Bagdigian del MSFC. Los sistemas de apoyo vital de los astronautas eran "de ciclo abierto", lo que significa que dependían de una reposición de abastecimiento desde tierra, algo que sigue siendo así para la Estación Espacial Internacional.

Pero para cualquier misión de duración extensa en la Luna o en Marte, "tiene sentido cerrar el ciclo", es decir, reciclar el aire y el agua de desecho en vez de descartarlos. Muy pronto en la EEI (ISS) probarán un sistema regenerador. El nombre del proyecto es Control del Medio Ambiente y Sistemas de Apoyo Vital (Environmental Control and Life Support Systems), más conocidos por sus siglas ECLSS. Bagdigian es el encargado del proyecto ECLSS.

"Los rusos se nos adelantaron", dice Robyn Carrasquillo, gerente de ingeniería del ECLSS. "La nave espacial original Salyut y la MIR podían condensar la humedad del aire y utilizar electrólisis —una corriente eléctrica circulando por agua— para producir el oxígeno para respirar". El nuevo regenerador ECLSS de la NASA, que será enviado a la EEI en 2008, hace más aún: "Puede recuperar la orina además de humedad".

La recuperación de la orina es un desafío para la ingeniería: "La orina es bastante más sucia que la humedad común", explica Carrasquillo. "Puede corroer la estructura mecánica y tapar las mangueras". El ECLSS utiliza un proceso de purificación llamado destilación por compresión de vapor: se hierve la orina hasta que el agua se convierte en vapor. Lo vaporizado —esencialmente vapor de agua, a excepción de algunos rastros de amoníaco y otro gas— flota hasta a un compartimiento de destilación, dejando atrás una sopa marrón concentrada de impurezas y de sales que Carrasquillo llama la "salmuera", que es dercartada. El vapor se enfría y condensa nuevamente en forma líquida. A este vapor destilado se le mezcla entonces la condensación de la humedad, y el agua es purificada nuevamente para hacerla potable. El ECLSS puede recuperar el 100 por cien de la humedad en el aire y el 85 por ciento del agua en la orina, lo que da como resultado una eficacia total neta de recuperación de cerca del 93 por ciento.

Así es cómo funciona en la Tierra. En el espacio, hay un desafío adicional: el "vapor no se eleva". La flotabilidad requiere gravedad, y en la microgravedad de una nave espacial el vapor "se queda ahí."; no se eleva naturalmente hacia el compartimiento de destilación. Por eso en la versión de ECLSS que se está terminando en Marshall para la EEI, "hacemos girar el sistema de destilación para crear gravedad artificial y así separar el vapor de la salmuera", dice Carrasquillo.

Aún más, en la microgravedad los pelos humanos, las células de la piel, la pelusa y otras impurezas flotan por el aire en vez de caer al piso. Por esta razón, el procesador requiere un impresionante sistema de filtración. Cuando emerge agua limpia en el extremo, se agrega yodo para frenar el crecimiento de microbios (la clorina que se utiliza para purificar agua en la Tierra es demasiado reactiva y peligrosa de almacenar y manejar en el espacio).

El sistema regenerador de recuperación de agua para la EEI, que pesa alrededor de una tonelada y media, producirá "medio galón en una hora, más que las necesidades normales de la tripulación de tres", dice Carrasquillo. "Esto permitirá que la Estación Espacial pueda alojar un total de seis astronautas continuamente". El sistema está diseñado para producir el agua potable con "estándares de pureza mejores que la mayoría de los sistemas municipales de agua en la Tierra", agrega Bagdigian.

Además de proporcionar agua potable para la tripulación, el sistema de recuperación de agua proveerá de agua a la otra mitad del ECLSS: el sistema de generación de oxígeno (OGS). El OGS funciona por electrólisis. Divide las moléculas del agua en el oxígeno para respirar y en hidrógeno, que se lanza fuera de la nave espacial. "El ciclo cerrado de aire necesita agua limpia, para que las células de electrólisis no se contaminen y ensucien", precisa Bagdigian.

"La regeneración es mucho más rentable que aprovisionar la estación con agua de la Tierra", dice Carrasquillo, en especial después de que se retiren los transbordadores espaciales en 2010.

El reciclado de hasta un 93 por ciento de las aguas residuales es impresionante. Pero para las misiones de meses o de años a la Luna o Marte, la versión más nueva del ECLSS deberá alcanzar un rendimiento más cercano al 100 por ciento de eficacia.

Entonces los astronautas estarán preparados para sobrevivir en las versiones de Duna de nuestro Sistema Solar.

Fuente: NASA. Traducido por Eduardo J. Carletti