En las próximas décadas, la NASA, la Agencia Espacial Europea (ESA), China y Rusia planean crear puestos avanzados en la superficie lunar que permitan una presencia humana permanente. Estas propuestas buscan aprovechar los avances en la fabricación aditiva (también conocida como impresión 3D) con la utilización de recursos in situ (ISRU) para abordar los desafíos particulares de vivir y trabajar en la Luna.
Por el bien de su International Moon Village, la ESA ha estado experimentando con "lunacrete", un regolito lunar combinado con un agente de unión para crear un material de construcción. Pero recientemente, un equipo de investigadores realizó un estudio (en cooperación con la ESA) que descubrió que el lunacreto funciona aún mejor si agrega un ingrediente especial que los astronautas producen por sí mismos: ¡la orina!
Más específicamente, el químico urea, un compuesto orgánico que se encuentra en la orina de los animales. El equipo responsable de este hallazgo fue dirigido por Shima Pilehvar del Østfold University College e incluyó miembros de Noruega, España, los Países Bajos e Italia. Su investigación, que apareció recientemente en el Diario de producción más limpia, recibió el apoyo del Centro Europeo de Investigación y Tecnología Espacial (ESTEC) de la ESA.
Como describen en su estudio, el equipo realizó varios experimentos para determinar el potencial de la urea para actuar como plastificante. Cuando se incorporaron al concreto, querían ver si suavizaría la mezcla inicial y la haría más flexible antes del endurecimiento. Probar esto implicó el uso de un regolito lunar simulado desarrollado por ESA con urea y varios plastificantes y luego imprimir en 3-D el producto resultante.
Ramón Pamies, profesor de la Universidad Politécnica de Cartagena (UPCT) y coautor del estudio, describió cómo los astronautas fabricarán lunacrete en un reciente comunicado de prensa de Sinc:
"Para hacer el hormigón geopolímero que se utilizará en la luna, la idea es usar lo que está allí: regolito (material suelto de la superficie de la luna) y el agua del hielo presente en algunas áreas. Pero además, con este estudio hemos visto que también podría usarse un producto de desecho, como la orina del personal que ocupa las bases de la luna. Los dos componentes principales de este fluido corporal son el agua y la urea, una molécula que permite que se rompan los enlaces de hidrógeno y, por lo tanto, reduce las viscosidades de muchas mezclas acuosas ".
Los experimentos se llevaron a cabo en el Østfold University College en Noruega, donde se modelaron y analizaron las muestras. También fueron sometidos a análisis en UPCT utilizando una técnica conocida como difracción de rayos X. Lo que mostraron los experimentos fue que las muestras hechas con urea podían tolerar cargas de peso elevado mientras permanecían casi por completo en la misma forma.
Para ver cómo soportarían variaciones extremas de temperatura, como las presentes en la Luna, las muestras también se calentaron a 80 ° C (176 ° F) y luego se congelaron, una y otra vez. Después de ocho ciclos de congelación-descongelación, su resistencia se probó nuevamente y se descubrió que era aún más fuerte. En resumen, estas pruebas mostraron que otra práctica in situ (usando la letrina) podría ayudar en la construcción de bases lunares que puedan manejar los elementos.
Si bien estos resultados son alentadores (aunque un poco), el equipo enfatiza que es necesario realizar más pruebas y que aún no se ha diseñado un proceso de extracción. Como Anna-Lena Kjøniksen, investigadora del Østfold University College que supervisó el estudio, indicó:
“Todavía no hemos investigado cómo se extraería la urea de la orina, ya que estamos evaluando si esto realmente sería necesario, porque quizás sus otros componentes también podrían usarse para formar el hormigón geopolímero. El agua real en la orina podría usarse para la mezcla, junto con la que se puede obtener en la Luna, o una combinación de ambas ".
El equipo también hizo hincapié en la necesidad de realizar más pruebas para ver qué material de construcción sería óptimo para la creación de bases lunares. Además de la resistencia y la tolerancia al calor y al frío extremos, también deberá ser algo que las impresoras 3D puedan producir en serie. Por desgracia, estos son solo uno de los desafíos de construir una base lunar.
Pero como muestra este estudio, estos desafíos brindan la oportunidad de ser creativos. A medida que nos acercamos al punto donde se programan misiones lunares clave, como el Proyecto Artemis, solo para empezar, podemos esperar que se propongan soluciones más creativas.
